DE2922563C2 - - Google Patents

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    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • HELECTRICITY
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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Werkstücke, insbesondere aus Metall, werden unter Verwen­ dung von fokussierter Laserstrahlung im Impuls- und Dauer­ strichverfahren mit Wellenlängen, die vom Ultraviolett bis zum Infrarot reichen, geschweißt, geschnitten, oberflächen­ behandelt, gebohrt, usw. Die Verwendung von Laserstrahlung mit Wellenlängen im Infrarotbereich zum Schweißen und Schneiden von Metallen ist durch das hohe Oberflächenreflexionsvermögen der meisten Metalle gegenüber Strahlung mit Wellenlängen im Infrarotbe­ reich behindert worden. Außerdem wird, nachdem das hohe Oberflächenreflexionsvermögen durch die Wechselwirkung der Strahlung mit der Oberfläche des Werkstückes zerstört wor­ den ist, ein Plasma aufgrund des Schmelzens und Verdampfens des Werkstoffes über der Oberfläche längs des Weges der Strahlung erzeugt. Das Plasma ist üblicher­ weise für die Strahlung hoch absorbierend und führt zu ei­ ner Verringerung der Intensität der auf dem Werkstück ein­ fallenden Strahlung und zu einer entsprechenden Verringerung des Wirkungsgrades der Werkstoffbearbeitung. Beim Schweißen kann das anfängliche hohe Reflexionsvermögen von Metallen beträchtlich verringert und/oder beseitigt werden, indem die bekannte sogenannte Tiefschweißung ausgeführt wird. Bei Materia­ lien mit hohem Reflexionsvermögen, wie beispielsweise Alu­ miniumlegierungen, Kupfer usw., liegt die Schwellenwert­ leistungsdichte für die Zerstörung des Oberflächenreflexions­ vermögens beträchtlich über dem zum Ausbil­ den einer gleichmäßigen Schmelzzone geeigneten Wert. Es er­ gibt sich daher eine Situation, in welcher entweder eine fast vollständige Reflexion der einfallenden Strahlung auf­ tritt oder - nach Zerstörung des Oberflächenreflexionsver­ mögens - eine übermäßige Energieabsorption mit daraus fol­ gendem explosivem Sieden und Bilden einer porösen Schweißung.
Versuche zur Beseitigung dieses Problems durch Beginnen des Schweißvorganges mit einem Strahl hoher Energie zum Zer­ stören des Reflexionsvermögens und anschließende Verrin­ gerung des Energiewertes zum Ausführen der Schweißung sind nicht erfolgreich gewesen. Reflexionsbehaftetes Verhalten tritt nämlich wieder auf, wenn der Energiewert verringert wird. Der Schweißvorgang geht deshalb nicht weiter, wenn die Energie in dem Strahl unter den Schwellenwert verringert wird. Die US-PS 35 88 440 beschreibt ein Laserkombinations­ energiesystem, bei welchem ein erster und ein zweiter Laser zur Materialbearbeitung benutzt werden, wobei der erste La­ ser einen Hochleistungsimpuls zum wirksamen Zerstören des Oberflächenreflexionsvermögens liefert und der zweite Laser in der Lage ist, einen kontinuierlichen Laserstrahl zum Auf­ rechterhalten der Schmelze zu liefern. Die US-PS 38 60 784 beschreibt ein Verfahren, bei welchem ein Laserstrahl zur Tiefschweißung benutzt wird, wobei die Leistung in dem Strahl ausreichend hoch ist, um das relativ hohe Reflexionsvermö­ gen eines metallischen Werkstückes zu überwinden. Eine Schmelz­ zone, die durch die Wechselwirkung der Strahlung und des Werkstückes erzeugt wird, wird relativ zu dem Laserstrahl mit einer Geschwindigkeit von wenigstens zehn Durchmessern des fokussierten Fleckes bewegt, damit die Schmelzzone dy­ namisch stabil wird und sich zum Bilden der Schweißung durch den Werkstoff verschieben kann. Nachdem eine Tiefschwei­ ßung eingeleitet worden ist, erfolgt eine wirksame Strahlab­ sorption.
Mehrere Verfahren zum Unterdrücken der Bildung eines an das Werk­ stück angrenzenden Plasmas sind Stand der Technik. Die US-PS 38 24 368 beschreibt ein Schweißverfahren, bei welchem ein konzentrierter Hochleistungslaserstrahl längs einer Werk­ stückoberfläche bewegt und ein Inertgasstrom über den Weg des Strahls neben dem Bereich, wo die Strahlung mit dem Werkstück in Wechselwirkung tritt, gerichtet wird, um die Bildung eines strahlabsorbierenden Plasmas zu verhindern. Der Gasstrom unterdrückt die Bildung des Plasmas und ver­ bessert das Metallbearbeitungsverfahren, weil er der Laser­ energie gestattet, ungehindert zu dem Werkstück zu gelangen. Außerdem beschreiben die US-PS 40 00 392 und 40 78 167 Schweißvorrichtungen zur Verwendung mit einem Laserstrahl, die in der Lage sind, einen Plasmaunterdrückungsgasstrom über den Weg eines Schweißstrahls zu schicken, um die Bildung eines strahlabsorbierenden Plasmas zu unterdrücken. Die Stärke des Gasstroms ist üblicherweise zur Intensität des Laserstrahls direkt proportional. Das Hinwegleiten eines Gasstroms über die Wechselwirkungszone zur Unterdrückung des Plasmas steht jedoch im Widerspruch zu dem Erfordernis einer ruhigen Schweißzone für die Erzeugung einer glatten, verunreinigungs­ freien Schweißung.
Die DE-OS 22 14 884 beschreibt ein Verfahren der im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, bei dem keine Maßnahmen getroffen werden, um die Bildung eines strah­ lungsabsorbierenden Plasmas zu verhindern.
Die US-PS 34 04 253 beschreibt ein Verfahren, durch das die Laserstrahlungsintensität mit Hilfe einer Formel derart ge­ steuert wird, daß sie in einem durch diese Formel angegebe­ nen Bereich liegt. Das Arbeiten mit dieser Formel basiert auf der Entdeckung der Wichtigkeit des Oberflächensiedens beim Laserschweißen. Die Wärme kann nämlich nicht schneller in ein Werkstück geleitet werden als in dem Fall, in wel­ chem die Werkstückoberfläche auf ihrem Siedepunkt gehalten wird. Durch das bekannte Verfahren wird eine sogenannte Bohren/Füllen-Technik ausgeführt, die eine sorgfältige Steuerung der Energieabgabe der Laserstrahlungsquelle er­ fordert, um das Ausstoßen von schmelzflüssigem Metall zu vermeiden. Maßnahmen zum Verhindern einer Verdampfung beim Schweißen werden bei diesem bekannten Verfahren nicht ge­ troffen.
Es sind also bereits verschiedene Verfahren zur Unterdrüc­ kung der Bildung eines Plasmas bekanntgeworden, alle diese Verfahren erfordern aber einen zusätzlichen Gasstrom.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art durch Un­ terdrückung der Bildung eines Plasmas die Ausnutzung der Laserstrahlung zu verbessern, ohne daß ein Gasstrom benutzt wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Schritte gelöst.
Gemäß der Erfindung wird zur Unterdrückung der Bildung ei­ nes Plasmas statt eines Gasstroms eine spezielle Impulssteue­ rung herangezogen. Bei dem Verfahren nach der Erfindung führt die Wechselwirkung der Intensitätsspitze der Strah­ lungsimpulse mit dem Werkstück dazu, daß das Oberflächen­ reflexionsvermögen überwunden und das Schmelzen eingeleitet wird, während die übrige Energie der Impulse durch die Schmelze absorbiert wird. Die Impulsfolgefrequenz von über 1 kHz bedeutet, daß die Impulse sich in einer Zeit wieder­ holen, die kürzer als die thermische Ansprechzeit des Werk­ stückes ist. Die Impulse reagieren daher mit dem Werkstück derart, daß die Reflexionseigenschaften des Werkstückes durch die Intensitätsspitze der Impulse beherrscht und die Schweißeigenschaften durch die mittlere Leistung in den Impulsen kontrolliert werden. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ist das verbesserte Werkstoff­ bearbeitungsvermögen der Laserstrahlung. Dadurch, daß die hohe Intensitätsspitze der Impulse das Reflexionsvermögen der Werkstückoberfläche überwindet, kann die mittlere Lei­ stung der Impulse in dem Werkstück so absorbiert werden, daß höhere Schweißwirkungsgrade und bessere Werkstoffschneid­ möglichkeiten erzielbar sind. Weil die Impulsdauer kürzer als die Plasmabildungszeit gehalten wird, also die Bildung eines strahlabsorbierenden Plasmas an der Oberfläche des Werkstückes wirksam unterdrückt wird, wird beim Laser­ schweißen eine Nagelkopfstruktur der Schweißung unterdrückt, was bei gegebener Impulsleistungs- und Eindringkennlinie zu einer schmaleren, mehr parallelseitigen Schweißzone und zu einer höheren Schweißgeschwindigkeit führt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegen­ stand der Unteransprüche.
Bei dem Durchgang der Impulse durch den Verstärker wird ein Teil der innerhalb des Verstärkers gespeicherten Energie entnommen, so daß Ausgangsimpulse gebildet werden, die eine hohe Dauerenergie und die Intensitätsspitze an ihre Vorder­ flanke haben. Während des Zeitintervalls zwischen den Im­ pulsen, das in der Größenordnung von 10 bis 100 µs liegt, wird die Energie innerhalb des Verstärkers wieder gespei­ chert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Laserschweißvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,
Fig. 2 ein vereinfachtes Schema eines in Fig. 1 gezeigten Strahlunterbrechers,
Fig. 3 ein vereinfachtes Diagramm, das die Form von sequentiellen Impulsen zeigt,
Fig. 4 in einer vergrößerten Ansicht einen Teil des Strahlunterbrechers von Fig. 2,
Fig. 5A eine Schweißung, die unter Anwendung ei­ nes bekannten Verfahrens erzielt worden ist, und
Fig. 5B eine Schweißung, die unter Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung erzielt wor­ den ist.
Fig. 1 zeigt eine Laserstrahlungsquelle 10 mit einem Os­ zillator 12 und einem Verstärker 14 zum Er­ zeugen einer Dauerstrichstrahlung hoher Leistung. Ein Strahl­ unterbrecher 16 ist zum Erzeugen von Strahlungsimpulsen zwischen dem Oszillator 12 und dem Verstärker 14 angeordnet. Eine Fokussieroptik 18 dient zum Fokussieren der Strahlung 20 auf ein Werkstück 22, das auf einem einstellbaren Halter (nicht dar­ gestellt) montiert ist, mittels welchem es relativ zu dem Weg der Strahlungsimpulse verschoben werden kann, um eine Schweißraupe 24 zu bilden. Selbstverständlich kann auch ein stationäres Werkstück benutzt werden, wobei dann die Relativ­ bewegung erzielt wird, indem die Strahlung über das Werkstück bewegt wird.
Der Oszillator 12, z. B. ein Kohlendioxidlaser, erzeugt einen Dauerstrichstrahl, der durch den Verstärker 14 verstärkt wird und als ein Strahlungsbündel hoher Leistung zu der Fokussierop­ tik 18 geht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Strahlunterbrecher 16 gemäß der Darstellung in Fig. 2 eine Scheibe 26, die Zähne 28 hat, welche symmetrisch über den Umfang der Scheibe 26 wie bei einem Kreissägeblatt verteilt sind. Die Zähne 28 haben Flanken 30, die symmetrisch um einen Ra­ dius R angeordnet sind, welcher sich von dem Mittelpunkt 32 der Scheibe 26 zu dem Scheitel 34 der Zähne 28 erstreckt. Die Schei­ be 26 ist mittels einer Stange 36 drehbar, welche an einem En­ de in dem Mittelpunkt 32 der Scheibe 26 und am anderen Ende an ei­ ner Vorrichtung (nicht dargestellt) zum schnellen Drehen der Stange 36 befestigt ist. Der Strahlunterbrecher 16 ist zwischen dem Oszillator 12 und dem Verstärker 14 angeordnet, so daß der konti­ nuierliche Strahl aus dem Oszillator 12 durch eine Lücke 38 zwischen benachbarten Zähnen 28 hindurchgeht. Wenn die Schei­ be 26 rotiert, unterbrechen die Zähne 28 wiederholt den Strahl und erzeugen Strahlungsimpulse. In der gezeigten Ausführungs­ form wird die von dem Oszillator 12 abgegebene Strahlung auf die Lücke 38 zwischen benachbarten Zähnen 28 durch eine opti­ sche Einrichtung 40 der in Fig. 1 gezeigten Art fokussiert. Eine Kollimationsoptik 42, die zwischen dem Strahlungsunterbrecher 16 und dem Verstärker 14 angeordnet ist, dient zum Sammeln der sich von dem Brennpunkt aus erweiternden Strahlung und zum Versorgen des Verstärkers 14 mit kollimierter Strahlung.
Im Betrieb gehen die Zähne 28, wenn die Scheibe 26 rotiert, durch den Weg des Laserstrahls und erzeugen eine periodische Strahl­ unterbrechung, durch die Impulse mit einer Impulsfolgefre­ quenz erzeugt werden, welche gleich N × F ist, wobei N die Anzahl der Zähne 28 längs des Umfangs der Scheibe 26 und F die Drehfrequenz ist. Die Intensität der von dem Oszillator 12 emittierten Strahlung ist niedrig, um das Durchbrechen der Atmosphäre in der Lücke 38 zwischen benach­ barten Zähnen 28 an dem Brennpunkt der optischen Einrichtung 40 zu ver­ meiden und die Verwendung einer ohne weiteres verfügbaren optischen Einrichtung zu ermöglichen, ohne daß komplizierte Kühlvor­ richtungen erforderlich sind. Der eine relativ geringe Lei­ stung aufweisende Strahl aus dem Oszillator 12 wird beim Durch­ gang durch den Verstärker 14 zu einem Hochleistungsstrahl ver­ stärkt.
Der Strahlunterbrecher 16 erzeugt einen Rechteckimpuls mit einer Breite, die kleiner als 800 µs ist, und der, wenn er durch den Ver­ stärker 14 hindurchgeht, einen Ausgangsimpuls ergibt, welcher eine Intensitätsspitze 44 nahe der Vorderflanke 46 hat, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Intensitätsspitze 44 an der Vor­ derflanke 46 des Impulses klingt auf einen stationären Wert 48 an der Hinterflanke 50 des Impulses ab. Die Intensitätsspitze resultiert aus einem Resonatorentleerungseffekt je­ des sich durch den Verstärker 14 hindurchbewegenden Impulses. Wenn sich der Impuls durch der Verstärker 14 hindurchbewegt, wird die Vorderflanke 46 verstärkt, welche die Besetzungsinver­ sion erschöpft, die für den übrigen Teil des Impulses ver­ fügbar ist, welcher sich in der in Fig. 3 gezeigten Form er­ gibt. Da dem Verstärker 14 Energie mit stetiger Geschwindigkeit geliefert wird, wird, wenn die Zeit zwischen den Impulsen ausreichend lang ist, die üblicherweise von 10 bis 100 µs reicht, die in dem Verstärker 14 gespeicherte Ener­ gie zwischen den Impulsen wieder ergänzt, und die mittlere Energie der auf dem Werkstück 22 einfallenden Strahlung ist nur etwas niedriger als die aus dem Dauerstrichstrahl verfüg­ bare Dauerenergie, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die durch den Verstärker 14 hindurchgehenden Impulse werden durch die Fo­ kussieroptik 18 auf eine hohe Energiedichte fokussiert und reagieren mit dem Werkstück 22.
Wenn die Folgefrequenz der Impulse größer als die ther­ mische Ansprechzeit des Werkstoffes, d. h. größer als unge­ fähr 1 kHz ist, reagiert der Werkstoff des Werkstückes 22 mit dem durch die Intensitätsspitze 44 dominierten Teil des Impulses, wodurch das Reflexionsvermögen der Werkstückoberfläche überwunden wird, während die Absorptionseigenschaften der Werkstücke 2 durch den gesamten mittleren Leistungswert charakterisiert werden. Die Impulsfolgefrequenz muß so eingestellt werden, daß die Intensitätsspitze 44 an der Vorderflanke 46 des Impulses er­ zeugt wird, während eine ausreichende Energiemenge in je­ dem Impuls gehalten wird, um den schmelzflüssigen Zustand des Werkstückes 22 zwischen den Impulsen aufrechtzuerhalten. Das thermische Ansprechen des Werkstoffes gleicht daher dem bei einem Dauerstrahl, aber mit verbesserter Kopplung. Ein gleichmäßiges Schmelzen des Werkstoffes des Werkstückes 22 kann dann bei einem Tiefeindringbetrieb der Laserstrahlung mit einem Minimum an Energieverlust durch Reflexion aufrechterhalten werden. Gleichmäßiges Schmelzen wird bei einem gegebenen Werkstück durch geeignete Wahl der Energie innerhalb jedes Impulses und durch richtiges Steuern des Tastverhältnisses der Im­ pulse erzielt. Gemäß Fig. 4 wird das Tastverhältnis gesteu­ ert, indem die Radialposition 52 des fokussierten Oszilla­ torstrahls verändert wird, wenn dieser durch die Lücken 38 zwischen benachbarten Zähnen 28 der Scheibe 26 hin­ durchgeht. Wenn die Radialposition 52 des fokussierten Strahls von dem Grund 54 der Lücke 38 aus zu dem Scheitel 34 hin weiter nach außen verlagert wird, nimmt die Impulslänge von dem Minimum in der Nähe des Grundes 54 der Lücke 38 bis zu einem Maximum in der Nähe des Scheitels 34 zu. Der Abstand zwischen den Impulsen ist ein Maximum, wenn der Strahl in der Nähe des Grundes 54 fokussiert ist, und ein Minimum, wenn der Strahl in einer Radialposition nahe dem Scheitel 34 fokussiert ist. Das Fokus­ sieren des Strahls in einer Radialposition, die oberhalb des Scheitels 34 liegt, ergibt eine auf dem Werkstück 22 einfallende Dauerstrahlung.
Als ein Beispiel für die Wirksamkeit des hier beschriebenen Verfahrens sei angegeben, daß es in der Lage ist, voll in ein 6,2 mm dickes Kupferwerkstück bei 3 kW mittlerer Leistung mit einem Strahlfleckdurchmesser von 0,76 mm einzu­ dringen. Im Gegensatz dazu tritt beim Betreiben der Laser­ strahlungsquelle 10 im Dauerstrichbetrieb eine im wesentlichen vollständige Reflexion an der Oberfläche des 6,2 mm dicken Kupferwerkstückes bei Leistungs­ werten bis zu 15 kW auf. Darüber hinaus betrug bei der Anwendung beim Schweißen, bei welchem die Scheibe 26 mit 6 kHz gedreht wurde und symmetrisch verteilte Zähne 28 hatte, was eine AUS-Zeit von 42 µs und eine EIN-Zeit von 126 µs, d. h. ein Tastverhältnis von 75% ergab, die Schweißge­ schwindigkeit für ein 12,7 mm dickes Stahlstück 2030 mm/min bei einer mittleren Leistung von 14 kW. Bei einer Dauer­ strichleistung von 14 kW betrug die Schweißgeschwindigkeit 1270 mm/min. Weiter trat der in Fig. 5A gezeigte charak­ teristische Nagelkopf 56 der bekannten Schweißverfahren nicht auf. Statt dessen ergab sich unter Anwendung des un­ terbrochenen Betriebes das in Fig. 5B gezeigte Schweißpro­ fil 58. Der Nagelkopf 56, der durch bekannte Schweißver­ fahren erzeugt wird, ist auf eine Wärmeüber­ tragung aus einem strahlabsorbierenden Plasma 60, wie es in Fig. 5A gezeigt ist, zurückzuführen, das sich deutlich über einen Dampfhohlraum in der Oberfläche des Werkstückes längs des Weges des Strahls heraus er­ streckt. Die Energie des Strahls, die durch das Plasma ab­ sorbiert wird, wird zu der Oberfläche des Werkstoffes ge­ leitet und gestrahlt und verursacht eine Verbreiterung der Verteilung der einfallenden Energie und führt zu einem re­ lativ breiten wärmebeeinflußten Gebiet nahe der Oberfläche des Werkstoffes. Die Nagelkopf­ konfiguration bleibt auch dann erhalten, wenn bekann­ te, mit einem Gasstrom arbeitende Plasmaunterdrückungsvor­ richtungen benutzt werden, da das Auslöschen des Plasmas mit diesen Vorrichtungen nicht vollständig erfolgt. Das Nichtvorhandensein des charakteristischen Nagelkopfes in dem Schweißprofil 58, das mit dem hier beschriebenen Verfahren her­ gestellt worden ist, zeigt, daß ein Plasma an der Oberflä­ che des Werkstoffes nicht existiert. Gemäß Fig. 5B ist nicht nur der Nagelkopf nicht vorhanden, sondern die Schweiß­ zone hat auch parallelere Seiten. Da das Gesamtvolumen des geschmolzenen Werkstoffes im wesent­ lichen gleich bleibt, wird die Energie, die bei dem bekann­ ten Verfahren zum Schmelzen des Nagelkopfes benutzt wird, nun zum Fördern einer nützlichen Verbindung ausgenutzt wird. Die Schweißgeschwindigkeit nimmt deshalb proportional zu der Verkleinerung des Nagelkopfes zu.
Das Begrenzen der Dauer jedes Impulses auf eine Zeitspanne, die kürzer ist als die Zeit, die für die Bildung des Plasmas benötigt wird, unter gleichzeitigem Aufrechterhalten einer ausreichend hohen Impulsfolgefrequenz, damit dem Werkstoff genügend Energie zum Aufrechterhalten des schmelzflüssigen Zustands geliefert wird, führt zur Erzeugung von Schweißun­ gen ohne die Erzeugung eines Plasmas. Die Impulsdauer wird im allgemeinen auf weniger als 800 µs eingestellt. Mit einer äquivalenten mittleren Energie können daher beträchtlich höhere Schweißgeschwindigkeiten mit dem mit unterbrochenen Strahl arbeitenden Verfahren als mit einem mit einem Dauer­ strichstrahl arbeitenden Verfahren erzielt werden. Weiter können Werkstoffe mit hohem Ausgangsreflexionsvermögen bei einem mittleren Leistungswert wirksam geschweißt werden, der wesentlich unter dem liegt, der zum Schweißen mit einem kon­ tinuierlichen Strahl erforderlich ist.
Es ist zwar ein Ausführungs­ beispiel beschrieben worden, bei welchem eine Oszillator-Ver­ stärker-Konfiguration benutzt wird, es könnte jedoch auch unter Vermeidung eines Verstärkers ein Hochleistungsdauerstrichstrahl aus einem Oszillator mit einer ausreichend hohen Frequenz unterbrochen werden, um die Bil­ dung eines Plasmas an der Oberfläche des Werkstückes wirksam zu verhindern. Die Verwendung des Verstärkers 14 ergibt aber den zusätzlichen Vorteil einer höheren Intensität der Impul­ se aufgrund des Impulsformungseffekts des Verstärkers.

Claims (4)

1. Verfahren zum Verbinden von Werkstücken mittels Laser­ strahlung, deren Intensität durch einen Strahlunterbrecher in Impulse zerlegt und die durch eine Fokussieroptik auf die Oberfläche eines Werkstückes gerichtet wird, um dort eine Schmelze zu erzeugen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Impulse eine Impulsfolgefre­ quenz, die größer als 1 kHz ist, eine Impulsdauer, die kür­ zer als die Zeit ist, welche zum Ausbilden eines Plasmas an der Oberfläche der zu verbindenden Werkstücke erforder­ lich ist, und eine Intensitätsspitze zur Überwindung des Reflexionsvermögens der Werkstückoberfläche aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung nach ihrer Zerlegung durch einen Ver­ stärker hindurchgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlunterbrecher Impulspausen erzeugt, die ausreichen, um die aus dem Verstärker entnommene Energie zu ergänzen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Impulsdauer weniger als 800 µs be­ trägt.
DE2922563A 1978-06-12 1979-06-01 Verfahren zum verbinden von werkstoffen mittels laserstrahlung Granted DE2922563A1 (de)

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