JP6921803B2 - 接合装置および接合方法 - Google Patents
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Description
10 第1レーザー放射線源
11 第1放射線ガイド
20 第2レーザー放射線源
21 第2放射線ガイド
25 第2放射線ガイド
30 連結装置
40 焦点調節装置
50 補助材質誘導装置
51 溶接ワイヤ
B1 コンポーネント
B2 コンポーネント
FR 接合方向
FZ 接合ゾーン
LS1 第1レーザー放射線
LS1’ レーザー点
LS2 第2レーザー放射線
LS2’ レーザー点
Claims (10)
- 接合ゾーン(FZ)の各側に配置された少なくとも2つのコンポーネント(B1、B2)をレーザーに基づいて接合する接合装置(1)であって、
所定の出力調整を備えた第1レーザー放射線源(10)と、
前記第1レーザー放射線源(10)に接続されて、前記第1レーザー放射線源(10)が放射する第1レーザー放射線(LS1)を第1放射線ガイド(11)に連結する、第1放射線ガイド(11)と、
所定の出力調整を備えた第2レーザー放射線源(20)と、
前記第2レーザー放射線源(20)に接続されて、前記第2レーザー放射線源(20)が放射する第2レーザー放射線(LS2)を、少なくとも1つの第2放射線ガイド(21、25)に連結する少なくとも1つの第2放射線ガイド(21、25)と、
前記第1および前記第2放射線ガイド(11、21、25)に連結され、前記第1レーザー放射線(LS1)および前記第2レーザー放射線(LS2)の焦点が互いに離れて前記2つのコンポーネント(B1、B2)の前記接合ゾーン(FZ)に合わせられるよう調整する焦点調節装置(40)と、
を備え、
前記焦点調節装置(40)は、前記第1および前記第2レーザー放射線(LS1、LS2)の焦点が共通の光線経路を通じて合わせられるよう調整され、連結装置(30)が、入力側で前記第1および前記第2放射線ガイド(11、21、25)と、出力側で前記焦点調節装置(40)と接続され、前記第1および前記第2レーザー放射線(LS1、LS2)は、前記焦点調節装置(40)の共通の光線経路へ連結されるよう設定され、
前記第1レーザー放射線(LS1)の焦点は、前記接合ゾーン(FZ)の中心に合わせられ、
前記第2レーザー放射線(LS2)の焦点は、前記接合ゾーン(FZ)にあるコンポーネント(B1、B2)の表面に合わせられ、
前記連結装置(30)は、前記第1および第2放射線ガイド(11、21、25)の合計に相当する、互いに並行に延在するファイバー芯の数の多芯ファイバーを有し、
前記多芯ファイバーのファイバー芯は、一方で前記第1および第2放射線ガイド(11、21、25)の出力端と、他方で前記焦点調節装置(40)とそれぞれ連結される
ことを特徴とする、接合装置(1)。 - 少なくとももう1つの第2放射線ガイド(21、25)が設けられ、前記第2放射線ガイド(21、25)は、前記第2レーザー放射線(LS2)を前記少なくとももう1つの第2放射線ガイド(21、25)に連結するために、前記第2レーザー放射線源(20)と接続されている、請求項1に記載の接合装置(1)。
- 第1レーザー放射線源(10)の出力調整と、第2レーザー放射線源(20)の出力調整は区別される、請求項1または2に記載の接合装置(1)。
- 前記第1レーザー放射線源(10)の出力調整は、焦点調整された前記第1レーザー放射線(LS1)により、両コンポーネント(B1、B2)の接着に作用するよう定義される、請求項1から3のいずれか1項に記載の接合装置(1)。
- 前記第2レーザー放射線源(20)の出力調整は、焦点調整された前記第2レーザー放射線(LS2)により、表面前処理が、前記2つのコンポーネント(B1、B2)の少なくとも1つに前記接合ゾーン(FZ)で接合前処理として施されるよう定められている、請求項1から4のいずれか1項に記載の接合装置(1)。
- 前記第2レーザー放射線源(20)の出力調整は、焦点調整された第2レーザー放射線(LS2)により、前記2つのコンポーネント(B1、B2)の少なくとも1つに前記接合ゾーン(FZ)でコーティングの除去および/または溶接が接合前処理として施されるよう定められている、請求項1から5のいずれか1項に記載の接合装置(1)。
- 前記接合装置(1)は、溶接ワイヤ(51)および/または保護ガスを前記接合ゾーン(FZ)に誘導するための補助材質誘導装置(50)を備え、
前記溶接ワイヤ(51)は、前記第1レーザー放射線(LS1)によって融解され、前記接合ゾーン(FZ)にある前記2つのコンポーネント(B1、B2)の境界端が、少なくとも前記溶接ワイヤ(51)の融解ゾーンで溶接温度に達するまで加熱される、
請求項1から6のいずれか1項に記載の接合装置(1)。 - 接合ゾーン(FZ)を挟んで両側に配置された少なくとも2つのコンポーネント(B1、B2)をレーザー放射線を用いて接合する接合方法であって
前記2つのコンポーネント(B1、B2)を、これらの接合のための前記接合ゾーン(FZ)が決定されるよう配置するプロセスと、
第1レーザー放射線源(10)が放射する第1レーザー放射線(LS1)の1つの焦点を、レーザー点(LS1’)で前記コンポーネント(B1、B2)の前記接合ゾーン(FZ)に合わせ、前記第1レーザー放射線(LS1)のレーザー点(LS1’)エリアで、熱注入により、前記2つのコンポーネント(B1、B2)の接着を実現するプロセスと、
接合方向(FR)で、前記第1レーザー放射線(LS1)のレーザー点(LS1’)に対し、事前に第2レーザー放射線源(20)が放射する第2レーザー放射線(LS2)の焦点の1つを、前記コンポーネント(B1、B2)の前記接合ゾーン(FZ)へ少なくとも1つのレーザー点(LS2’)で合わせ、前記第2レーザー放射線(LS2)の少なくとも1つのレーザー点(LS2’)エリアで、接合前処理が、前記2つのコンポーネント(B1、B2)の少なくとも1つに前記接合ゾーン(FZ)で施されるようにするプロセスと、
を備え、
前記第1レーザー放射線源(10)が第1放射線ガイド(11)に接続されて、前記第1レーザー放射線源(10)によって放射される前記第1レーザー放射線(LS1)が前記第1放射線ガイド(11)に連結され、
前記第2レーザー放射線源(20)が少なくとも1つの第2放射線ガイド(21、25)に接続されて、前記第2レーザー放射線源(20)によって放射される前記第2レーザー放射線(LS2)が前記少なくとも1つの第2放射線ガイド(21、25)に連結され、
前記第1レーザー放射線(LS1)および前記第2レーザー放射線(LS2)の焦点は、共通の光線経路を通じ、互いに離れて前記接合ゾーン(FZ)へ合わせられ、
対応する前記第1および前記第2レーザー放射線源(10、20)からの前記第1および前記第2レーザー放射線(LS1、LS2)は、連結装置(30)によって、焦点調節装置(40)の前記共通の光線経路へ連結され、前記連結装置(30)が、入力側で前記第1および前記第2放射線ガイド(11、21、25)と、出力側で前記焦点調節装置(40)と接続され、
前記連結装置(30)は、前記第1および第2放射線ガイド(11、21、25)の合計に相当する、互いに並行に延在するファイバー芯の数の多芯ファイバーとして構成され、
前記連結装置(30)の前記多芯ファイバーのファイバー芯は、一方で前記第1および第2放射線ガイド(11、21、25)の出力端と、他方で前記焦点調節装置(40)とそれぞれ連結されて、前記第1レーザー放射線(LS1)の焦点は、前記接合ゾーン(FZ)の中心に合わせられ、
前記第2レーザー放射線(LS2)の焦点は、前記接合ゾーン(FZ)にあるコンポーネント(B1、B2)の表面に合わせられる
ことを特徴とする、接合方法。 - 前記第2レーザー放射線(LS2)の少なくとも1つのレーザー点(LS2’)により、接合前処理として、表面前処理が、前記2つのコンポーネント(B1、B2)の少なくとも1つに、前記接合ゾーン(FZ)で施される、請求項8に記載の接合方法。
- 前記第2レーザー放射線(LS2)の少なくとも1つのレーザー点(LS2’)により、表面前処理として、コーティングの除去および/または溶接が、前記2つのコンポーネント(B1、B2)の少なくとも1つに、前記接合ゾーン(FZ)で施される、請求項9に記載の接合方法。
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