Verfahren und Vorrichtung zur On-Line Kontrolle und -Regelung der Einschweisstiefe beim Laserstrahlschweissen

7Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur On-Line-Kontrolle und Regelung der Einschweisstiefe beim Laserstrahlschweissen. Beim erfindungsgemaessen Verfahren wird die Einschweisstiefe aus dem Verhaeltnis der spektralen Intensitaeten zweier Ionenlinien unterschiedlicher Ionisationsstufen eines chemischen Elements, das sich im Fokus der Laserstrahlung befindet, gewonnen. Die Erfindung beruht auf dem experimentellen Befund, dass die Einschweisstiefe eine Funktion der Temperatur(-Verteilung) des laserinduzierten Schweissplasmas ist. Das Konzentrationsverhaeltnis der Ionen unterschiedlicher Ionisationsstufen ist ein geeignetes und empfindliches Mass fuer diese Temperaturverteilung. Eine einfache Bestimmung dieses Konzentrationsverhaeltnisses ist ueber die Detektion des Intensitaetsverhaeltnisses zweier ausgewaehlter Spektrallinien, die von den Ionen unterschiedlicher Ionisationsstufen emittiert werden, moeglich. Vorzugsweise wird das Intensitaetsverhaeltnis einer Ionenlinie und einer atomaren Linie gemessen. Die Regelung der Einschweisstiefe erfolgt ueber die Variation von Prozessparametern, wie der Laserleistung und der Vorschubgeschwindigkeit. Zur Kontrolle und Regelung der Einschweisstiefe koennen unter anderem auch Eichkurven herangezogen werden. Die Erfindung ermoeglicht eine On-Line-Kontrolle und Regelung der Einschweisstiefe, bei der spontane, prozessbedingte Schwankungen, die z. B. durch Werkstuecksinhomogenitaeten oder Oberflaechenverschmutzungen verursacht werden, ...

DE 4313287 A UPAB: 19941212 The method concerns laser-beam welding of workpieces during which the weld depth is checked and controlled through utilisation of optical signals obtained from the plasma (3) induced by laser radiation on the workpiece surface. The method is characterised by the fact that a measure of the welding depth is obtained from the ratio of spectral intensities of two ion lines of a chemical element (which is located in the focus of the laser beam) at different ionisation stages. The appts. includes a computer (8) in which measured signals are compared with a reference value and the result is issued to a control unit (9) controlling the feed rate of the table (1) with workpiece (2) via a drive (10). USE - In laser welding installations. ADVANTAGE - The method and appts. ensure precise on-line check and control of laser-beam welding depth.