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DE102021002040A1 - Welding device and method for joining a first workpiece to a second workpiece by laser welding - Google Patents

Welding device and method for joining a first workpiece to a second workpiece by laser welding Download PDF

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Publication number
DE102021002040A1
DE102021002040A1 DE102021002040.5A DE102021002040A DE102021002040A1 DE 102021002040 A1 DE102021002040 A1 DE 102021002040A1 DE 102021002040 A DE102021002040 A DE 102021002040A DE 102021002040 A1 DE102021002040 A1 DE 102021002040A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpieces
measuring beam
workpiece
gap
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102021002040.5A
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German (de)
Inventor
Marius Schwarz
Michael BRANDNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102021002040.5A priority Critical patent/DE102021002040A1/en
Publication of DE102021002040A1 publication Critical patent/DE102021002040A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schweißvorrichtung (30) zum Verbinden eines ersten Werkstücks (12) mit einem zweiten Werkstück (14) durch Laserschweißen. Die Schweißvorrichtung (30) ist dazu ausgebildet, die Werkstücke (12, 14) mit einem Laserstrahl (18) zu beaufschlagen und weist eine Ausgabeeinrichtung (22) eines optischen Kohärenztomographen (20) auf. Die Ausgabeeinrichtung (22) ist zum Ausgeben eines Messstrahls (32) des Kohärenztomographen (20) ausgebildet. Mittels des Messstrahls (32) ist eine Größe (28) eines während des Laserschweißens zwischen den Werkstücken (12, 14) ausgebildeten Spalts (26) erfassbar. Der Kohärenztomograph (20) weist wenigstens einen Umlenkspiegel (34) auf, welcher zum Umlenken des Messstrahls (32) ausgebildet ist. Mittels des wenigstens einen Umlenkspiegels (34) sind jeweilige Schmalseiten (36, 38) der zumindest bereichsweise miteinander überlappend angeordneten Werkstücke (12, 14) mit dem Messstrahl (32) beaufschlagbar. Zugleich ist eine Breitseite (40) eines der Werkstücke (12), welche an die Schmalseite (36) dieses Werkstücks (12) angrenzt, mit dem Laserstrahl (18) beaufschlagbar.The invention relates to a method and a welding device (30) for connecting a first workpiece (12) to a second workpiece (14) by laser welding. The welding device (30) is designed to apply a laser beam (18) to the workpieces (12, 14) and has an output device (22) of an optical coherence tomograph (20). The output device (22) is designed to output a measuring beam (32) of the coherence tomograph (20). A size (28) of a gap (26) formed between the workpieces (12, 14) during laser welding can be detected by means of the measuring beam (32). The coherence tomograph (20) has at least one deflecting mirror (34) which is designed to deflect the measuring beam (32). By means of the at least one deflecting mirror (34), the respective narrow sides (36, 38) of the workpieces (12, 14) arranged so as to overlap one another at least in regions can be acted upon by the measuring beam (32). At the same time, a broad side (40) of one of the workpieces (12), which adjoins the narrow side (36) of this workpiece (12), can be acted upon by the laser beam (18).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung zum Verbinden eines ersten Werkstücks mit einem zweiten Werkstück durch Laserschweißen. Die Schweißvorrichtung ist dazu ausgebildet, die Werkstücke mit einem Laserstrahl zu beaufschlagen und weist eine Ausgabeeinrichtung eines optischen Kohärenztomographen auf. Die Ausgabeeinrichtung ist zum Ausgeben eines Messstrahls des Kohärenztomographen ausgebildet. Mittels des Messstrahls ist eine Größe eines während des Laserschweißens zwischen den Werkstücken ausgebildeten Spalts erfassbar. Der Kohärenztomograph weist einen Umlenkspiegel auf, welcher zum Umlenken des Messstrahls ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Werkstücks mit einem zweiten Werkstück durch Laserschweißen mittels einer solchen Schweißvorrichtung.The invention relates to a welding device for joining a first workpiece to a second workpiece by laser welding. The welding device is designed to apply a laser beam to the workpieces and has an output device of an optical coherence tomograph. The output device is designed to output a measuring beam of the coherence tomograph. A size of a gap formed between the workpieces during laser welding can be detected by means of the measuring beam. The coherence tomograph has a deflecting mirror which is designed to deflect the measuring beam. The invention also relates to a method for connecting a first workpiece to a second workpiece by laser welding by means of such a welding device.

Die DE 10 2016 010 508 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Laserschweißen, welche einen optischen Kohärenztomographen aufweist. Mittels des Kohärenztomographens wird die Breite eines Spalts zwischen zwei Werkstücken erfasst, während mittels eines Laserstrahls der Vorrichtung an den miteinander überlappend angeordneten Werkstücken eine Kehlnaht ausgebildet wird. Hierbei wird der Messstrahl koaxial in den als Bearbeitungsstrahl dienenden Laserstrahl eingekoppelt. Sowohl der Laserstrahl als auch der Messstrahl sind hierbei geneigt zu einer Breitseite der miteinander überlappend angeordneten Werkstücke ausgerichtet und treffen daher schräg von oben auf die Kehlnaht auf.The DE 10 2016 010 508 A1 describes a device for laser welding which has an optical coherence tomograph. The width of a gap between two workpieces is recorded by means of the coherence tomograph, while a fillet weld is formed on the workpieces arranged so as to overlap one another by means of a laser beam from the device. Here, the measuring beam is coupled coaxially into the laser beam serving as the processing beam. Both the laser beam and the measuring beam are aligned inclined to a broad side of the workpieces arranged in an overlapping manner and therefore impinge on the fillet weld at an angle from above.

Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass bei dieser Vorrichtung die Möglichkeiten der Überwachung des Spalts oder Fügespalts vergleichsweise weit eingeschränkt sind.A disadvantage here is the fact that with this device the possibilities of monitoring the gap or joint gap are relatively limited.

Des Weiteren beschreibt die DE 10 2013 112 244 B4 eine Vorrichtung zum Laserschweißen, bei welcher ein Laserstrahl auf Stirnseiten oder Schmalseiten von miteinander überlappend angeordneten Werkstücken gerichtet wird. Zugleich werden mittels einer Wärmebildkamera der Schweißvorgang und die Fügequalität erfasst.Furthermore, the DE 10 2013 112 244 B4 a device for laser welding, in which a laser beam is directed onto the end faces or narrow sides of workpieces arranged so as to overlap one another. At the same time, the welding process and the joining quality are recorded by means of a thermal imaging camera.

Bei diesem Verfahren kann der Schweißvorgang nur während der Durchführung des Schweißens oder im unmittelbaren Anschluss an das Schweißen überwacht werden, da die Wärmebildkamera nur dann auswertbare Wärmebilder liefert.With this method, the welding process can only be monitored while welding is being carried out or immediately after welding, since the thermal imaging camera only then provides evaluable thermal images.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schweißvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine verbesserte Überwachung des Spalts ermöglicht, und ein entsprechend verbessertes Verfahren anzugeben.The object of the present invention is to create a welding device of the type mentioned at the beginning, which enables improved monitoring of the gap, and to specify a correspondingly improved method.

Diese Aufgabe wird durch eine Schweißvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.This object is achieved by a welding device with the features of claim 1 and by a method with the features of claim 8. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the dependent patent claims and in the following description.

Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung zum Verbinden eines ersten Werkstücks mit einem zweiten Werkstück durch Laserschweißen ist dazu ausgebildet, die Werkstücke mit einem Laserstrahl zu beaufschlagen. Die Schweißvorrichtung weist eine Ausgabeeinrichtung eines optischen Kohärenztomographen auf, wobei die Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben eines Messstrahls des Kohärenztomographen ausgebildet ist. Mittels des Messstrahls ist eine Größe eines während des Laserschweißens zwischen den Werkstücken ausgebildeten Spalts erfassbar. Der Kohärenztomograph weist wenigstens einen Umlenkspiegel auf, welcher zum Umlenken des Messstrahls ausgebildet ist. Hierbei sind mittels des wenigstens einen Umlenkspiegels jeweilige Schmalseiten der zumindest bereichsweise miteinander überlappend angeordneten Werkstücke mit dem Messstrahl beaufschlagbar, wobei zugleich eine Breitseite eines der Werkstücke mit dem Laserstrahl beaufschlagbar ist. Die Breitseite grenzt an die Schmalseite dieses Werkstücks an, auf dessen Breitseite der Laserstrahl im Betrieb der Schweißvorrichtung auftrifft.The welding device according to the invention for connecting a first workpiece to a second workpiece by laser welding is designed to apply a laser beam to the workpieces. The welding device has an output device of an optical coherence tomograph, the output device being designed to output a measuring beam of the coherence tomograph. A size of a gap formed between the workpieces during laser welding can be detected by means of the measuring beam. The coherence tomograph has at least one deflection mirror which is designed to deflect the measuring beam. Here, by means of the at least one deflection mirror, the respective narrow sides of the workpieces arranged overlapping with one another at least in some areas can be acted upon by the measuring beam, with the laser beam being able to be applied to a broad side of one of the workpieces at the same time. The broad side adjoins the narrow side of this workpiece, on whose broad side the laser beam strikes when the welding device is in operation.

Mit anderen Worten ist der wenigstens eine Umlenkspiegel derart neben den zumindest bereichsweise miteinander überlappenden Werkstücken angeordnet, das mittels des wenigstens einen Umlenkspiegels der Messstrahl auf die Schmalseite oder Stirnseite des ersten Werkstücks, auf den Spalt und auf die Schmalseite oder Stirnseite des zweiten Werkstücks gerichtet werden kann. Es kann dadurch zum einen während des Laserschweißvorgangs selber die Größe des Spalts sehr gut überwacht werden.In other words, the at least one deflection mirror is arranged next to the at least partially overlapping workpieces that the measuring beam can be directed onto the narrow side or front side of the first workpiece, onto the gap and onto the narrow side or front side of the second workpiece by means of the at least one deflecting mirror . In this way, on the one hand, the size of the gap can be monitored very well during the laser welding process itself.

Des Weiteren ist es möglich, die Größe des Spalts oder Fügespalts zu überwachen, noch bevor der Laserschweißvorgang gestartet wird. Dies ermöglicht es wiederum, den Laserschweißvorgang an die Größe des Spalts oder Fügespalts anzupassen. Beispielsweise kann bei Vorliegen eines größeren oder breiteren Fügespalts ein Laserstrahl mit einer größeren Leistung auf die miteinander überlappenden Werkstücke gerichtet werden als dann, wenn der Fügespalt oder Spalt vergleichsweise schmal oder eng ist.It is also possible to monitor the size of the gap or joint gap before the laser welding process is started. This in turn makes it possible to adapt the laser welding process to the size of the gap or joint gap. For example, if a larger or wider joint gap is present, a laser beam with a greater power can be directed onto the mutually overlapping workpieces than if the joint gap or gap is comparatively narrow or narrow.

In vorteilhafter Weise ist es außerdem möglich, den Spalt nachzubearbeiten beziehungsweise zu verändern, bevor die Werkstücke mit dem Laserstrahl beaufschlagt werden, etwa durch entsprechendes Ausrichten oder Neuausrichten der Werkstücke zueinander. Auf diese Weise kann insbesondere dafür gesorgt werden, dass der Fügespalt besonders schmal ist, wenn dies für den Schweißvorgang vorteilhaft ist. Letzteres ist beispielsweise dann der Fall, wenn Werkstücke in Form von Ableitern von als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildeten Batteriezellen mittels der Schweißvorrichtung miteinander verschweißt werden sollen.It is also advantageously possible to rework or change the gap before the workpieces are exposed to the laser beam, for example by aligning or realigning the workpieces accordingly to each other. In this way, it can be ensured in particular that the joint gap is particularly narrow if this is advantageous for the welding process. The latter is the case, for example, when workpieces in the form of arresters from battery cells designed as lithium-ion cells are to be welded to one another by means of the welding device.

Es kann jedoch auch sein, dass ein Spalt oder Fügespalt einer bestimmten Größe explizit erwünscht ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn verzinkte Werkstücke oder Bauteile miteinander durch Schweißen verbunden werden sollen. Denn dann dient der zwischen den Werkstücken ausgebildete Spalt oder Fügespalt als Entgasungsspalt.However, it can also be the case that a gap or joint gap of a certain size is explicitly desired. This is the case, for example, when galvanized workpieces or components are to be connected to one another by welding. Because then the gap or joint gap formed between the workpieces serves as a degassing gap.

In beiden Fällen ermöglicht es die Schweißvorrichtung vor dem eigentlichen Beginn des Laserschweißvorgangs den Spalt oder Fügespalt wie gewünscht einzustellen, um entweder eine nahezu spaltfreie Anordnung der Werkstücke aufeinander sicherzustellen oder den Fügespalt der gewünschten Größe bereitzustellen.In both cases, the welding device enables the gap or joint gap to be set as desired before the actual start of the laser welding process in order either to ensure an almost gap-free arrangement of the workpieces on top of one another or to provide the joint gap of the desired size.

Dies liegt daran, dass mittels des den wenigstens einen Umlenkspiegel aufweisenden Kohärenztomographen eine verbesserte Überwachung des Spalts vorgenommen werden kann. Der wenigstens eine Umlenkspiegel ermöglicht eine besonders präzise Erfassung der Größe des Spalts, da der von dem wenigstens einen Umlenkspiegel umgelenkte Messstrahl auf die Schmalseiten der miteinander überlappenden Werkstücke gerichtet wird.This is due to the fact that an improved monitoring of the gap can be carried out by means of the coherence tomograph having the at least one deflection mirror. The at least one deflection mirror enables particularly precise detection of the size of the gap, since the measuring beam deflected by the at least one deflection mirror is directed onto the narrow sides of the workpieces that overlap with one another.

Mittels der Schweißvorrichtung kann daher in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass ein Ausschuss an durch das Laserschweißen miteinander verbundenen Werkstücken besonders weitgehend reduziert ist.By means of the welding device it can therefore be achieved in an advantageous manner that rejects of workpieces connected to one another by laser welding are particularly largely reduced.

Des Weiteren können Trends sehr schnell und einfach erkannt werden, etwa indem die Größe jeweiliger Spalte oder Fügespalte beim Verbinden jeweiliger Bauteile oder Werkstücke über eine Mehrzahl von nacheinander an den jeweiligen Werkstücken durchgeführten Laserschweißvorgängen hinweg überwacht wird. Auf diese Weise kann auf derartige Trends sehr rasch reagiert werden, und insbesondere kann korrigierend eingegriffen werden.Furthermore, trends can be recognized very quickly and easily, for example by monitoring the size of the respective gaps or joint gaps when connecting respective components or workpieces over a plurality of laser welding processes carried out one after the other on the respective workpieces. In this way it is possible to react very quickly to such trends and, in particular, corrective action can be taken.

Wenn sich beispielsweise herausstellt, dass bei nacheinander vorgenommenen Laserschweißvorgängen zunehmend größere Spalte zwischen den bei jedem einzelnen der Laserschweißvorgänge miteinander verbundenen Werkstücken oder Fügepartnern auftreten, so kann daraus etwa abgeleitet werden, dass sich eine Ausrichtung der Werkstücke zueinander bei der Vorbereitung des jeweiligen Laserschweißvorgangs zunehmend verschlechtert. Dies kann mittels der Schweißvorrichtung sehr rasch erkannt werden, sodass eine Korrektur oder Nachkorrektur vorgenommen werden kann.If, for example, it turns out that when laser welding processes are carried out one after the other, increasingly larger gaps occur between the workpieces or joining partners connected to one another in each of the laser welding processes, it can be deduced from this that an alignment of the workpieces with respect to one another is increasingly deteriorating in the preparation of the respective laser welding process. This can be recognized very quickly by means of the welding device, so that a correction or post-correction can be made.

Die Ausgabeeinrichtung kann als Scaneinrichtung beziehungsweise Scanner oder OCT-Scanner ausgebildet sein, welcher an der Schweißvorrichtung angebracht, beispielsweise angeflanscht ist.The output device can be designed as a scanning device or scanner or OCT scanner which is attached, for example flanged, to the welding device.

Der OCT-Scanner kann über einen Lichtleiter das OCT-Messsignal erhalten, welches dann als der Messstrahl auf die Schmalseiten der Werkstücke gerichtet wird. Weitere Komponenten des optischen Kohärenztomographen wie etwa eine Sensoreinrichtung mit einem Referenzarm, einem Spektrometer und dergleichen sowie ein Steuergerät zur Steuerung der Komponenten des Kohärenztomographen können sich an einem anderen Ort befinden als die Schweißvorrichtung und insbesondere sogar in einem anderen Raum untergebracht sein als die Schweißvorrichtung. Beispielsweise kann die Ausgabeeinrichtung über den Lichtleiter mit einer Messstrahlquelle des Kohärenztomographen verbunden sein, welche ebenso wie die Sensoreinrichtung und das Steuergerät in einem Schaltschrank oder dergleichen untergebracht sein können.The OCT scanner can receive the OCT measurement signal via a light guide, which is then directed as the measurement beam onto the narrow sides of the workpieces. Further components of the optical coherence tomograph such as a sensor device with a reference arm, a spectrometer and the like as well as a control device for controlling the components of the coherence tomograph can be located at a different location than the welding device and in particular even in a different room than the welding device. For example, the output device can be connected via the light guide to a measuring beam source of the coherence tomograph which, like the sensor device and the control device, can be accommodated in a switch cabinet or the like.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verbinden eines ersten Werkstücks mit einem zweiten Werkstück durch Laserschweißen mittels einer Schweißvorrichtung werden die Werkstücke mit einem von der Schweißvorrichtung bereitgestellten Laserstrahl beaufschlagt. Eine Ausgabeeinrichtung eines optischen Kohärenztomographen gibt einen Messstrahl aus. Mittels des Messstrahls wird eine Größe eines während des Laserschweißens zwischen den Werkstücken ausgebildeten Spalts erfasst. Der Kohärenztomograph weist wenigstens einen Umlenkspiegel auf, welcher den Messstrahl umlenkt. Hierbei werden mittels des wenigstens einen Umlenkspiegels jeweilige Schmalseiten der zumindest bereichsweise miteinander überlappenden Werkstücke mit dem Messstrahl beaufschlagt. Anschließend und/oder zugleich wird eine Breitseite eines der Werkstücke, welche an die Schmalseite dieses Werkstücks angrenzt, mit dem Laserstrahl beaufschlagt.In the method according to the invention for connecting a first workpiece to a second workpiece by laser welding by means of a welding device, the workpieces are acted upon by a laser beam provided by the welding device. An output device of an optical coherence tomograph outputs a measuring beam. A size of a gap formed between the workpieces during laser welding is recorded by means of the measuring beam. The coherence tomograph has at least one deflecting mirror which deflects the measuring beam. In this case, by means of the at least one deflection mirror, the respective narrow sides of the workpieces which at least regionally overlap with one another are acted upon by the measuring beam. Subsequently and / or at the same time, a broad side of one of the workpieces, which adjoins the narrow side of this workpiece, is acted upon by the laser beam.

Es kann also insbesondere mittels des Messstrahls der Spalt oder Fügespalt überwacht werden, bevor die Werkstücke mit dem Laserstrahl beaufschlagt werden. Das Überwachen kann in vorteilhafter Weise auch fortgesetzt werden, während der Laserstrahl die Werkstücke durch das Laserschweißen verbindet.The gap or joint gap can therefore be monitored in particular by means of the measuring beam before the workpieces are exposed to the laser beam. The monitoring can also be continued in an advantageous manner while the laser beam connects the workpieces by means of the laser welding.

Die für die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the welding device according to the invention also apply to the method according to the invention and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and on the basis of the drawing (s). The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified, but also in other combinations or on their own, without the scope of the Invention to leave.

Dabei zeigen:

  • 1 stark schematisiert das Verbinden zweier miteinander überlappender Werkstücke miteinander durch Laserschweißen mittels einer ersten Schweißvorrichtung; und
  • 2 das Verbinden der beiden Werkstücke miteinander mittels einer verbesserten Schweißvorrichtung, wobei ein Umlenkspiegel einen Messstrahl auf Schmalseiten beziehungsweise Stirnseiten der Werkstücke lenkt, während der Laserstrahl auf eine Breitseite des in 2 oberen Werkstücks auftrifft; und
  • 3 stark schematisiert ein zweidimensionales Bild, welches sich beim Abtasten der Schmalseiten der Werkstücke gemäß 2 entlang einer Scanlinie ergibt.
Show:
  • 1 highly schematized the joining of two overlapping workpieces to one another by laser welding by means of a first welding device; and
  • 2 connecting the two workpieces to one another by means of an improved welding device, a deflection mirror directing a measuring beam onto narrow sides or front sides of the workpieces, while the laser beam onto a broad side of the in 2 hits the upper workpiece; and
  • 3rd highly schematized a two-dimensional image, which is shown when the narrow sides of the workpieces are scanned 2 results along a scan line.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

In 1 ist stark schematisiert eine Schweißvorrichtung 10 gezeigt, welche zum Verbinden eines ersten Werkstücks 12 mit einem zweiten Werkstück 14 durch Laserschweißen ausgebildet ist. Die Schweißvorrichtung 10 umfasst eine Laserschweißoptik 16, welche im Betrieb der Schweißvorrichtung 10 einen Laserstrahl 18 oder Prozesslaserstrahl auf die beiden vorliegend miteinander überlappend angeordneten Werkstücke 12, 14 richtet oder fokussiert.In 1 is a very schematic representation of a welding device 10 shown, which for joining a first workpiece 12th with a second workpiece 14th is formed by laser welding. The welding device 10 includes laser welding optics 16 , which in the operation of the welding device 10 a laser beam 18th or a process laser beam onto the two workpieces that are arranged overlapping with one another in the present case 12th , 14th directs or focuses.

Die Schweißvorrichtung 10 ist mit einem optischen Kohärenztomographen 20 gekoppelt, welcher in 1 lediglich stark schematisiert dargestellt ist. Ebenso stark schematisiert ist in 1 eine etwa als Scanner ausgebildete Ausgabeeinrichtung 22 des optischen Kohärenztomographen 20 dargestellt. Die vorliegend an der Schweißvorrichtung 10 angebrachte Ausgabeeinrichtung 22 gibt einen Messstrahl 24 aus, welcher in 1 gezeigt ist. Weitere Komponenten des optischen Kohärenztomographen 20 wie etwa eine Sensoreinrichtung mit einem Referenzarm, einem Spektrometer und dergleichen sowie ein Steuergerät zur Steuerung der Komponenten des Kohärenztomographen 20 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren nicht näher gezeigt.The welding device 10 is with an optical coherence tomograph 20th coupled, which in 1 is only shown in a highly schematic manner. Is also highly schematic in 1 an output device in the form of a scanner 22nd of the optical coherence tomograph 20th shown. The present on the welding device 10 attached output device 22nd gives a measuring beam 24 from which in 1 is shown. Further components of the optical coherence tomograph 20th such as a sensor device with a reference arm, a spectrometer and the like as well as a control device for controlling the components of the coherence tomograph 20th are not shown in more detail in the figures for reasons of clarity.

Die Funktionsweisen eines optischen Kohärenztomographen beziehungsweise das Verfahren der optischen Kohärenztomographie (OCT = optical coherence tomography) ist an sich bekannt und beispielsweise in der DE 10 2016 010 508 A1 erläutert.The modes of operation of an optical coherence tomograph or the method of optical coherence tomography (OCT = optical coherence tomography) is known per se and, for example, in US Pat DE 10 2016 010 508 A1 explained.

Die optische Kohärenztomographie basiert auf dem Grundprinzip einer Interferenz von Lichtwellen. Hierbei wird ein mittels einer (nicht gezeigten) Messstrahlquelle des Kohärenztomographen 20 erzeugtes Messlicht mittels eines (nicht gezeigten) Strahlteilers des Kohärenztomographen 20 in den optischen Messstrahl 24 und einen (nicht gezeigten) optischen Referenzstrahl aufgetrennt. Der Messstrahl 24 durchläuft einen (nicht gezeigten) Messarm und trifft dann auf das zu überwachende beziehungsweise zu bearbeitende Werkstück, gemäß 1 beispielsweise also auf das Werkstück 12. An dem Werkstück 12 wird der Messstrahl 24 zumindest teilweise reflektiert und an den (nicht gezeigten) Strahlteiler zurückgeführt.Optical coherence tomography is based on the basic principle of interference from light waves. In this case, a measuring beam source (not shown) of the coherence tomograph is used 20th generated measuring light by means of a (not shown) beam splitter of the coherence tomograph 20th into the optical measuring beam 24 and an optical reference beam (not shown). The measuring beam 24 passes through a measuring arm (not shown) and then hits the workpiece to be monitored or machined, according to 1 for example on the workpiece 12th . On the workpiece 12th becomes the measuring beam 24 at least partially reflected and returned to the beam splitter (not shown).

Der (nicht gezeigte) optische Referenzstrahl durchläuft einen (nicht gezeigten) Referenzarm und wird an einem Ende des Referenzarms zumindest teilweise reflektiert. Der reflektierte optische Referenzstrahl wird ebenfalls an den Strahlteiler zurückgeführt. Eine Überlagerung des reflektierten optischen Messstrahls 24 und des reflektierten optischen Referenzstrahls wird anschließend mittels eines (nicht gezeigten) Detektors des Kohärenztomographen 20 detektiert, um Höheninformationen an der Stelle des Werkstücks oder über die Stelle des Werkstücks zu erhalten, auf welche der Messstrahl 24 auftrifft.The optical reference beam (not shown) passes through a reference arm (not shown) and is at least partially reflected at one end of the reference arm. The reflected optical reference beam is also returned to the beam splitter. A superposition of the reflected optical measuring beam 24 and the reflected optical reference beam is then detected by means of a detector (not shown) of the coherence tomograph 20th detected in order to obtain height information at the location of the workpiece or about the location of the workpiece to which the measuring beam is pointing 24 hits.

Wie aus 1 erkennbar ist, ist zwischen den beiden miteinander überlappend angeordneten Werkstücken 12, 14 ein Spalt 26 ausgebildet, dessen Größe 28 oder Dicke mittels des Kohärenztomographen 20 überwacht werden soll.How out 1 can be seen, is between the two mutually overlapping workpieces 12th , 14th A gap 26th trained, its size 28 or thickness using the coherence tomograph 20th should be monitored.

Bei der in 1 gezeigten Schweißvorrichtung 10, bei welcher eine Überlappschweißung der Werkstücke 12, 14 vorgenommen wird, ist eine Kontrolle des eventuell auftretenden Spalts 26 mittels des Messstrahls 24 nicht ohne weiteres möglich.At the in 1 shown welding device 10 , in which an overlap weld of the workpieces 12th , 14th is carried out, is a check of the possibly occurring gap 26th by means of the measuring beam 24 not easily possible.

Eine Überwachung der Größe 28 des Spalts 26 ist jedoch vorteilhaft. Es gibt nämlich Prozesse, bei welchen das Vorsehen des Spalts 26 oder Fügespalts explizit erwünscht ist. Dies gilt beispielsweise dann, wenn der Spalt 26 als Entgasungsspalt beim Schweißen von als verzinkten Bauteilen ausgebildeten Werkstücken 12, 14 dient.A monitor of the size 28 of the gap 26th however, it is advantageous. Namely, there are processes in which the provision of the gap 26th or joint gap is explicitly desired. This applies, for example, when the gap 26th as a degassing gap when welding workpieces designed as galvanized components 12th , 14th serves.

Es gibt jedoch auch viele Laserschweißprozesse, bei denen nach Möglichkeit eine spaltfreie Fügeverbindung erreicht werden soll, um einen stabilen und gut reproduzierbaren Schweißprozess zu ermöglichen. Dies gilt beispielsweise, wenn es sich bei den vorliegend beispielhaft gezeigten Werkstücken 12, 14 um Ableiter von insbesondere als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildeten Batteriezellen handelt. In derartigen Fällen ist es also günstig, wenn durch Überwachen der Größe 28 des Spalts 26 sichergestellt werden kann, dass der Spalt 26 möglichst schmal beziehungsweise so weit wie möglich gar nicht vorhanden ist.However, there are also many laser welding processes in which, if possible, a gap-free joint should be achieved in order to achieve a stable and easily reproducible welding process enable. This applies, for example, if the workpieces shown here by way of example are involved 12th , 14th are arresters of battery cells designed in particular as lithium-ion cells. In such cases, it is beneficial if by monitoring the size 28 of the gap 26th it can be ensured that the gap 26th is as narrow as possible or as far as possible not at all.

Beispielsweise bei der Verschweißung von Ableitern der Batteriezellen einer Lithium-Ionen-Batterie sind jedoch die Taktzeiten sehr kurz. Daher ist es wünschenswert, wenn eine sehr rasche Inline-Erkennung der Größe 28 des Spalts 26 während des Überlappschweißens der Werkstücke 12, 14 vorgenommen werden kann.For example, when welding the arresters of the battery cells of a lithium-ion battery, the cycle times are very short. Therefore, it is desirable to have a very rapid inline detection of the size 28 of the gap 26th during the lap welding of the workpieces 12th , 14th can be made.

Aus 1 ist erkennbar, dass es bei der in 1 gezeigten Schweißvorrichtung 10 schwierig ist, den Messstrahl 24 zum Erfassen der Größe 28 des Spalts 26 zu verwenden. Denn das in 1 obere Bauteil oder Werkstück 12 versperrt eine optische Zugänglichkeit zu dem in 1 unteren Bauteil oder Werkstück 14.Out 1 it can be seen that the in 1 shown welding device 10 difficult is the measuring beam 24 to capture the size 28 of the gap 26th to use. Because that in 1 upper component or workpiece 12th blocks optical access to the in 1 lower component or workpiece 14th .

In 2 ist eine im Hinblick auf die Überwachung der Größe 28 des Spalts 26 verbesserte Schweißvorrichtung 30 dargestellt, welche ebenfalls die Laseroptik oder Laserschweißoptik 16 zum Erzeugen des Laserstrahls 18 sowie die Ausgabeeinrichtung 22 des optischen Kohärenztomographen 20 aufweist. Auch bei dieser Schweißvorrichtung 30 wird von der Ausgabeeinrichtung 22 ein Messstrahl 32 ausgegeben, welcher von einer in 2 nicht näher gezeigten Messstrahlquelle des optischen Kohärenztomographen 20 bereitgestellt wird.In 2 is one in terms of size monitoring 28 of the gap 26th improved welding device 30th shown, which also use the laser optics or laser welding optics 16 to generate the laser beam 18th as well as the output device 22nd of the optical coherence tomograph 20th having. Even with this welding device 30th is from the output device 22nd a measuring beam 32 output which from an in 2 measuring beam source, not shown in detail, of the optical coherence tomograph 20th provided.

Bei der in 2 gezeigten Schweißvorrichtung 30 kann jedoch der Messstrahl 32 autark beziehungsweise unabhängig von dem als Bearbeitungslaser dienenden Laserstrahl 18 ausgegeben beziehungsweise ausgelenkt werden. Mit anderen Worten tritt gemäß 2 der Messstrahl 32 unter einem anderen Winkel im Bereich der Laserschweißoptik 16 aus der Ausgabeeinrichtung 22 aus als der Laserstrahl 18. Der Messstrahl 32 wird zudem anschließend auf einen Umlenkspiegel 34 gerichtet, welcher seitlich neben den Bauteilen oder Werkstücken 12, 14 angeordnet ist.At the in 2 shown welding device 30th however, the measuring beam can 32 self-sufficient or independent of the laser beam used as the processing laser 18th are issued or deflected. In other words, occurs accordingly 2 the measuring beam 32 at a different angle in the area of the laser welding optics 16 from the output device 22nd out than the laser beam 18th . The measuring beam 32 is also then placed on a deflecting mirror 34 directed, which is to the side next to the components or workpieces 12th , 14th is arranged.

Der Umlenkspiegel 34 spiegelt den Messstrahl 32 somit von der Seite her auf die Fügepartner in Form der flächig aufeinander liegenden Werkstücke 12, 14. The deflection mirror 34 reflects the measuring beam 32 thus from the side onto the joining partners in the form of the workpieces lying flat on top of one another 12th , 14th .

Dementsprechend werden im Betrieb der Schweißvorrichtung 30 beziehungsweise im Betrieb des optischen Kohärenztomographen 20 eine Schmalseite 36 des in 2 oberen Werkstücks 12 und eine Schmalseite 38 des in 2 unteren Werkstücks 14 mittels des Umlenkspiegels 34 mit dem Messstrahl 32 beaufschlagt.Accordingly, in operation of the welding device 30th or in the operation of the optical coherence tomograph 20th a narrow side 36 of the in 2 upper workpiece 12th and a narrow side 38 of the in 2 lower workpiece 14th by means of the deflection mirror 34 with the measuring beam 32 applied.

Demgegenüber trifft der Laserstrahl 18 auf eine Breitseite 40 des in 2 oberen Werkstücks 12. Diese Breitseite 40 grenzt an die Schmalseite 36 des in 2 oberen Werkstücks 12 an. Insbesondere kann der Laserstrahl 18 senkrecht auf die Breitseite 40 des oberen Werkstücks 12 gerichtet werden, während mittels des Umlenkspiegels 34 die Schmalseiten 36, 38 der vorliegend beispielhaft gezeigten beiden Werkstücke 12, 14 mit dem Messstrahl 32 beaufschlagt werden.In contrast, the laser beam hits 18th on a broadside 40 of the in 2 upper workpiece 12th . This broadside 40 borders on the narrow side 36 of the in 2 upper workpiece 12th at. In particular, the laser beam 18th perpendicular to the broad side 40 of the upper workpiece 12th be directed while by means of the deflection mirror 34 the narrow sides 36 , 38 the two workpieces shown here by way of example 12th , 14th with the measuring beam 32 be applied.

Die mit dem OCT-System beziehungsweise mit dem Kohärenztomographen 20 gekoppelte Schweißvorrichtung 30 ist somit scannerbasiert beziehungsweise ermöglicht ein Abtasten oder Abscannen der Stirnseiten oder Schmalseiten 36, 38 der miteinander überlappend angeordneten Werkstücke 12, 14.The ones with the OCT system or with the coherence tomograph 20th coupled welding device 30th is therefore scanner-based or enables the front or narrow sides to be scanned or scanned 36 , 38 of the workpieces arranged in an overlapping manner 12th , 14th .

Der Messstrahl 32 oder OCT-Messstrahl kann zunächst den gleichen Strahlengang wie der als Bearbeitungslaser dienende Laserstrahl 18 durchlaufen. Insbesondere durch Spiegel oder dergleichen Umlenkeinrichtungen des OCT-Scanners beziehungsweise der Ausgabeeinrichtung 22 kann jedoch lokal um den Bearbeitungslaser herum die Messposition abgetastet werden. Dadurch ist es möglich, über den neben den Bauteilen oder Werkstücken 12, 14 angeordneten Umlenkspiegel 34 eine Linie oder Scanlinie 42 (vergleiche 2) abzuscannen, wobei mittels des OCT-Scanners beziehungsweise der Ausgabeeinrichtung 22 ein jeweiliger Messpunkt entlang der Scanlinie 42 verschoben werden kann.The measuring beam 32 or OCT measuring beam can initially use the same beam path as the laser beam used as the processing laser 18th run through. In particular by mirrors or similar deflection devices of the OCT scanner or the output device 22nd however, the measurement position can be scanned locally around the processing laser. This makes it possible to use the next to the components or workpieces 12th , 14th arranged deflection mirror 34 a line or scan line 42 (compare 2 ) to be scanned, using the OCT scanner or the output device 22nd a respective measuring point along the scan line 42 can be moved.

Dementsprechend kann die Größe 28 des Spalts 26 von dieser Seite des die beiden Werkstücke 12, 14 umfassenden Werkstückstapels oder Bauteilstapels her sehr einfach und zuverlässig erfasst werden. Denn das in 2 obere Werkstück 12 stört nicht den Messstrahl 32 oder behindert nicht den Messstrahl 32.Accordingly, the size 28 of the gap 26th from this side of the two workpieces 12th , 14th comprehensive workpiece stack or component stack can be recorded very easily and reliably. Because that in 2 upper workpiece 12th does not interfere with the measuring beam 32 or does not obstruct the measuring beam 32 .

Vorliegend ist der Kohärenztomograph 20 dazu ausgebildet, die Schmalseiten 36, 38 der Werkstücke 12, 14 und den Spalt 26 mit dem Messstrahl 32 punktuell abzutasten. Die entsprechende Linie oder Scanlinie 42 ist in 2 schematisch dargestellt.The present is the coherence tomograph 20th trained to do this, the narrow sides 36 , 38 of the workpieces 12th , 14th and the gap 26th with the measuring beam 32 to be scanned selectively. The corresponding line or scan line 42 is in 2 shown schematically.

Indem die Kanten und die Stirnseiten 36, 38 der Werkstücke 12, 14 inklusive des Spalts 26 zwischen diesen beiden Fügepartnern entlang der Scanlinie 42 gescannt oder abgetastet werden, kann der Spalt 26 falls erforderlich nachbearbeitet werden. Eine derartige Nachbearbeitung kann beispielsweise dann vorgenommen werden, wenn die Breite oder Größe 28 des Spalts 26 außerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt.By the edges and the end faces 36 , 38 of the workpieces 12th , 14th including the gap 26th between these two joining partners along the scan line 42 can be scanned or scanned, the gap 26th be reworked if necessary. Such post-processing can be carried out, for example, if the width or size 28 of the gap 26th lies outside a specified tolerance.

Durch das Abscannen oder Abtasten der Schmalseiten 36, 38 und des Spalts 26, wird ein zweidimensionales Bild 44 einer Seitenansicht der Fügepartner erstellt, welches in 3 schematisch widergegeben ist. Das Bild 44 gemäß 3 stellt die mittels des Kohärenztomographen 20 der Schweißvorrichtung 30 erfassten OCT-Signale beim Scannen entlang der Scanlinie 42 gemäß 2 dar.By scanning or scanning the narrow sides 36 , 38 and the gap 26th , becomes a two-dimensional image 44 a side view of the joining partners created, which is shown in 3rd is shown schematically. The picture 44 according to 3rd provides the means of the coherence tomograph 20th the welding device 30th captured OCT signals when scanning along the scan line 42 according to 2 represent.

In dem zweidimensionalen Bild 44 entspricht eine erste Linie 46 einer Dicke 48 des in 2 oberen Fügepartners, also des ersten Werkstücks 12. In analoger Weise entspricht eine zweite Linie 50 in dem Bild 44 einer Dicke 52 des in 2 unteren Fügepartners, also des zweiten Werkstücks 14. Durch Messung einer Unterbrechung der OCT-Signale zwischen den Fügepartnern kann dementsprechend die Größe 28 des Spalts 26 ermittelt werden.In the two-dimensional picture 44 corresponds to a first line 46 a thick one 48 of the in 2 upper joining partner, i.e. the first workpiece 12th . A second line corresponds in an analogous manner 50 in the picture 44 a thick one 52 of the in 2 lower joining partner, i.e. the second workpiece 14th . By measuring an interruption in the OCT signals between the joining partners, the size 28 of the gap 26th be determined.

In vorliegend nicht näher gezeigter Art und Weise kann der Kohärenztomograph 20 eine Mehrzahl von Umlenkspiegeln 34 aufweisen, mittels welchen die Größe 28 des Spalts 26 an einer Mehrzahl von Überwachungsstellen der zumindest bereichsweise miteinander überlappend angeordneten Werkstücke 12, 14 erfassbar ist.In a manner not shown in greater detail here, the coherence tomograph 20th a plurality of deflection mirrors 34 have, by means of which the size 28 of the gap 26th at a plurality of monitoring points of the workpieces arranged so as to overlap with one another at least in some areas 12th , 14th is detectable.

Beispielsweise können jeweilige Umlenkspiegel 34 an mehreren Seiten des die Werkstücke 12, 14 umfassenden Bauteilstapels angeordnet werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Größe 28 des Spalts 26 nicht nur an einer Stelle, sondern an mehreren Stellen um den Bauteilstapel herum zu erfassen.For example, respective deflecting mirrors 34 on several sides of the work pieces 12th , 14th comprehensive component stack are arranged. In this way it is possible to change the size 28 of the gap 26th not just in one place, but in several places around the stack of components.

Vorzugsweise ist der vorliegend lediglich schematisch gezeigte Umlenkspiegel 34 derart gestaltet, dass er für die Wellenlänge des von dem optischen Kohärenztomographen 20 bereitgestellten Messstrahls 32 ausgelegt ist.The deflecting mirror, which is only shown schematically here, is preferably 34 designed in such a way that it is suitable for the wavelength of the optical coherence tomograph 20th provided measuring beam 32 is designed.

Des Weiteren ist es möglich, als den wenigstens einen Umlenkspiegel 34 oder dergleichen Ablenkeinrichtung einen sphärischen konkaven Spiegel zu verwenden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die von dem Detektor des Kohärenztomographen 20 erfassten OCT-Signale auf einem Niveau liegen.It is also possible as the at least one deflection mirror 34 or the like deflector to use a spherical concave mirror. In this way it can be achieved that the detector of the coherence tomograph 20th captured OCT signals are at the same level.

Wie vorstehend erläutert kann mittels des OCT-Scanners beziehungsweise der Ausgabeeinrichtung 22 die Scanlinie 42 über den neben dem Bauteilverbund beziehungsweise neben den Werkstücken 12, 14 angeordneten Umlenkspiegel 34 abgescannt werden.As explained above, by means of the OCT scanner or the output device 22nd the scan line 42 over the next to the component assembly or next to the workpieces 12th , 14th arranged deflection mirror 34 be scanned.

Der Spalt 26 kann auch auf andere Art und Weise als durch entsprechendes Ansteuern des OCT-Scanners vermessen werden. Es ist nämlich zusätzlich oder alternativ möglich, dass der OCT-Scanner beziehungsweise die Ausgabeeinrichtung 22 den Messstrahl 32 auf den Umlenkspiegel 34 richtet und der Messstrahl 32 dann dort stillsteht, während der Umlenkspiegel 34 sich bewegt beziehungsweise bewegt wird.The gap 26th can also be measured in a different way than by corresponding control of the OCT scanner. This is because it is additionally or alternatively possible that the OCT scanner or the output device 22nd the measuring beam 32 on the deflection mirror 34 aligns and the measuring beam 32 then there stands still while the deflecting mirror 34 moves or is moved.

Auch dies hat zur Folge, dass der Messstrahl 32 oder OCT-Messstrahl über die Bauteilstirnflächen beziehungsweise die Schmalseiten 36, 38 der überlappend angeordneten Werkstücke 12, 14 geleitet wird. Eine entsprechende Bewegungseinrichtung des Kohärenztomographen 20, welche zum Bewegen des wenigstens einen Umlenkspiegels 34 ausgebildet ist, ist in 2 durch einen Doppelpfeil 54 veranschaulicht.This also has the consequence that the measuring beam 32 or OCT measuring beam over the component end faces or the narrow sides 36 , 38 of the overlapping arranged workpieces 12th , 14th is directed. A corresponding movement device of the coherence tomograph 20th which are used to move the at least one deflection mirror 34 is trained is in 2 by a double arrow 54 illustrated.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie auf besonders einfache Art und Weise die Messung der Größe 28 des Spalts 26 oder Fügespalts bei einer Überlapp-Schweißverbindung der Werkstücke 12, 14 mittels des optischen Kohärenztomographen 20 unter Verwendung des wenigstens einen Umlenkspiegels 34 bewerkstelligt werden kann.Overall, the examples show how the size can be measured in a particularly simple way 28 of the gap 26th or joint gap in the case of an overlap welded connection of the workpieces 12th , 14th by means of the optical coherence tomograph 20th using the at least one deflection mirror 34 can be done.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
SchweißvorrichtungWelding device
1212th
Werkstückworkpiece
1414th
Werkstückworkpiece
1616
LaserschweißoptikLaser welding optics
1818th
Laserstrahllaser beam
2020th
KohärenztomographCoherence tomograph
2222nd
AusgabeeinrichtungOutput device
2424
MessstrahlMeasuring beam
2626th
Spaltgap
2828
Größesize
3030th
SchweißvorrichtungWelding device
3232
MessstrahlMeasuring beam
3434
UmlenkspiegelDeflection mirror
3636
SchmalseiteNarrow side
3838
SchmalseiteNarrow side
4040
BreitseiteBroadside
4242
ScanlinieScan line
4444
Bildpicture
4646
Linieline
4848
Dickethickness
5050
Linieline
5252
Dickethickness
5454
DoppelpfeilDouble arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016010508 A1 [0002, 0028]DE 102016010508 A1 [0002, 0028]
  • DE 102013112244 B4 [0004]DE 102013112244 B4 [0004]

Claims (8)

Schweißvorrichtung zum Verbinden eines ersten Werkstücks (12) mit einem zweiten Werkstück (14) durch Laserschweißen, wobei die Schweißvorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, die Werkstücke (12, 14) mit einem Laserstrahl (18) zu beaufschlagen und eine Ausgabeeinrichtung (22) eines optischen Kohärenztomographen (20) aufweist, wobei die Ausgabeeinrichtung (22) zum Ausgeben eines Messstrahls (32) des Kohärenztomographen (20) ausgebildet ist, wobei mittels des Messstrahls (32) eine Größe (28) eines während des Laserschweißens zwischen den Werkstücken (12, 14) ausgebildeten Spalts (26) erfassbar ist, und wobei der Kohärenztomograph (20) wenigstens einen Umlenkspiegel (34) aufweist, welcher zum Umlenken des Messstrahls (32) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des wenigstens einen Umlenkspiegels (34) jeweilige Schmalseiten (36, 38) der zumindest bereichsweise miteinander überlappend angeordneten Werkstücke (12, 14) mit dem Messstrahl (32) beaufschlagbar sind, wobei zugleich eine Breitseite (40) eines der Werkstücke (12), welche an die Schmalseite (36) dieses Werkstücks (12) angrenzt, mit dem Laserstrahl (18) beaufschlagbar ist.Welding device for connecting a first workpiece (12) to a second workpiece (14) by laser welding, the welding device (30) being designed to apply a laser beam (18) to the workpieces (12, 14) and an output device (22) an optical coherence tomograph (20), the output device (22) being designed for outputting a measuring beam (32) of the coherence tomograph (20), the measuring beam (32) being used to determine a size (28) of a temperature between the workpieces (12 , 14) formed gap (26) can be detected, and wherein the coherence tomograph (20) has at least one deflecting mirror (34) which is designed to deflect the measuring beam (32), characterized in that by means of the at least one deflecting mirror (34) respective Narrow sides (36, 38) of the workpieces (12, 14) arranged so as to overlap one another at least in some areas can be acted upon by the measuring beam (32), with e A broad side (40) of one of the workpieces (12), which adjoins the narrow side (36) of this workpiece (12), can be acted upon by the laser beam (18). Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, den Laserstrahl (18) im Wesentlichen senkrecht auf die Breitseite (40) zu richten, während mittels des wenigstens einen Umlenkspiegels (34) die Schmalseiten (36, 38) der Werkstücke (12, 14) mit dem Messstrahl (32) beaufschlagt werden.Welding device according to Claim 1 , characterized in that the welding device (30) is designed to direct the laser beam (18) essentially perpendicular to the broad side (40), while the narrow sides (36, 38) of the workpieces ( 12, 14) can be acted upon with the measuring beam (32). Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohärenztomograph (20) dazu ausgebildet ist, die Schmalseiten (36, 38) der Werkstücke (12, 14) und den Spalt (26) mit dem Messstrahl (32) punktuell abzutasten.Welding device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the coherence tomograph (20) is designed to scan the narrow sides (36, 38) of the workpieces (12, 14) and the gap (26) with the measuring beam (32) at specific points. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohärenztomograph (20) dazu ausgebildet ist, ein zweidimensionales Bild (44) der Schmalseiten (36, 38) der Werkstücke (12, 14) und des zwischen den Werkstücken (12, 14) ausgebildeten Spalts (26) zu erstellen.Welding device according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the coherence tomograph (20) is designed to provide a two-dimensional image (44) of the narrow sides (36, 38) of the workpieces (12, 14) and of the gap (26) formed between the workpieces (12, 14) create. Schweißvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohärenztomograph (20) dazu ausgebildet ist, aus dem zweidimensionalen Bild (44) die Größe (28) des Spalts (26) zu ermitteln.Welding device according to Claim 4 , characterized in that the coherence tomograph (20) is designed to determine the size (28) of the gap (26) from the two-dimensional image (44). Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohärenztomograph (20) eine Mehrzahl von Umlenkspiegeln (34) aufweist, mittels welchen die Größe (28) des Spalts (26) an einer Mehrzahl von Überwachungsstellen der zumindest bereichsweise miteinander überlappend angeordneten Werkstücke (12, 14) erfassbar ist.Welding device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the coherence tomograph (20) has a plurality of deflection mirrors (34) by means of which the size (28) of the gap (26) can be detected at a plurality of monitoring points of the workpieces (12, 14) which are arranged overlapping at least in some areas . Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohärenztomograph (20) eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen des wenigstens einen Umlenkspiegels (34) umfasst, wobei die Bewegungseinrichtung dazu ausgebildet ist, durch das Bewegen des Umlenkspiegels (34) die Schmalseiten (36, 38) der Werkstücke (12, 14) und den Spalt (26) mit dem Messstrahl (32) abzutasten.Welding device according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the coherence tomograph (20) comprises a movement device for moving the at least one deflection mirror (34), wherein the movement device is designed to move the deflection mirror (34) to move the narrow sides (36, 38) of the workpieces (12, 14) and scan the gap (26) with the measuring beam (32). Verfahren zum Verbinden eines ersten Werkstücks (12) mit einem zweiten Werkstück (14) durch Laserschweißen mittels einer Schweißvorrichtung (30), wobei die Werkstücke (12, 14) mit einem von der Schweißvorrichtung (30) bereitgestellten Laserstrahl (18) beaufschlagt werden, und wobei eine Ausgabeeinrichtung (22) eines optischen Kohärenztomographen (20) einen Messstrahl (32) ausgibt, wobei mittels des Messstrahls (32) eine Größe (28) eines während des Laserschweißens zwischen den Werkstücken (12, 14) ausgebildeten Spalts (26) erfasst wird, und wobei der Kohärenztomograph (20) wenigstens einen Umlenkspiegel (34) aufweist, welcher den Messstrahl (32) umlenkt, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des wenigstens einen Umlenkspiegels (34) jeweilige Schmalseiten (36, 38) der zumindest bereichsweise miteinander überlappend angeordneten Werkstücke (12, 14) mit dem Messstrahl (32) beaufschlagt werden, wobei anschließend und/oder zugleich eine Breitseite (40) eines der Werkstücke (12), welche an die Schmalseite (36) dieses Werkstücks (12) angrenzt, mit dem Laserstrahl (18) beaufschlagt wird.Method for joining a first workpiece (12) to a second workpiece (14) by laser welding by means of a welding device (30), the workpieces (12, 14) being acted upon by a laser beam (18) provided by the welding device (30), and an output device (22) of an optical coherence tomograph (20) outputting a measuring beam (32), the measuring beam (32) being used to detect a size (28) of a gap (26) formed between the workpieces (12, 14) during laser welding , and wherein the coherence tomograph (20) has at least one deflection mirror (34) which deflects the measuring beam (32), characterized in that, by means of the at least one deflection mirror (34), respective narrow sides (36, 38) of the workpieces which are at least partially overlapping (12, 14) are acted upon by the measuring beam (32), and then and / or at the same time a broad side (40) of one of the workpieces (12) which is attached to d he narrow side (36) of this workpiece (12) is adjacent to which the laser beam (18) is applied.
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