[发明专利]在激光焊接时的热裂纹识别

说明书

用于确定工件(1)的焊缝(5)的品质的方法，该工件借助激光射束焊接沿着焊缝(5)焊接，其中，在激光射束焊接期间以测量系统(8)观察熔池(4)和/或熔池(4)周围环境的至少一个部分区域，和根据观察结果确定所焊接的工件(1)的焊缝(5)的品质，其特征在于，在激光射束焊接期间观察至少一个特征参数，该特征参数与熔池(4)的熔池振荡相关联，和由所观察到的特征参数在时间上的变化过程求取熔池振荡的幅值的量值和/或熔池振荡的频率的量值，和由熔池振荡的幅值的量值和/或熔池振荡的频率的量值得出在工件(1)的焊缝(5)上出现热裂纹(11)的概率和/或频次。本发明提供最简单的方法，通过该方法可得出焊缝的品质。

技术领域

本发明涉及一种用于确定工件的焊缝的品质的方法，该工件借助激光射束焊接沿着焊缝焊接，

其中，在激光射束焊接期间以测量系统观察熔池和/或熔池的周围环境的至少一个部分区域，

和根据观察结果确定所焊接的工件的焊缝的品质。

背景技术

这种方法例如由DE 10 2007 024 789 B3已知。

激光射束焊接用于焊接工件，所述工件尤其应快速地(以高进给速度)制成或应仅经历小的热翘曲。以激光射束焊接也还可以制成窄和细长的焊缝形状。

在激光射束焊接时在工件上绕激光射束的焦斑由所熔化的工件材料形成所谓的熔池。该熔池基本上随相对于工件传播的激光射束游移；远离激光射束时工件材料又凝固。又凝固的工件材料构成焊缝。

在工件材料凝固时可形成所谓的热裂纹。热裂纹可强烈地不利影响焊缝的强度。因而，关于在焊缝中热裂纹出现的认知总体上是关于焊缝或者说工件的重要的品质信息。

在完成焊接的工件上，位于焊缝中的热裂纹原则上不能以肉眼识别。热裂纹通常在完成焊接的工件上在断面样本方面通过电子扫描显微镜检查来探测。热裂纹也可在工件的X射线照相或超声检查时识别。但这些方法耗时且耗工。

由DE 10 2007 024 789 B3已知一种用于在激光焊接过程期间识别焊缝上的缺陷的方法，其中，地点分辨地探测由衔接到液态熔池上的凝固熔化物发出的辐射。通过沿着凝固的熔化物的轮廓截面分析处理所探测的辐射，确定热量导出的特征值且通过与参考值比较来识别缺陷。

EP 2 094 429 B1描述了一种用于在激光焊接时进行过程监控的方法。在此，地点分辨地在至少两个波长方面感测由毛细孔、熔池和凝固的熔化物发出的辐射。通过该方法可监控加工过程和产生的焊缝的品质。

DE 11 2010 003 406 T5提出，以高速摄像机监控和分析焊接区段和其周围区域的焊接品质。所分析的参数，例如焊接飞溅物的数量，与比较表格比较。DE 10 2014 107716 B3提出，在激光焊接时使激光射束在空间上振荡且在焊接过程期间将振荡参数动态地这样适配，使得由摄像机感测的焊接飞溅物减少。

由DE 41 06 007 A1已知，在激光焊接时探测由等离子体或蒸气造成的光学或声学信号并对其进行频率分析，以监控焊入深度和焊透程度。EP 2 543 464 A2提出，在激光焊接时使从焊接区出发的等离子体的辐射经受频率分析并且根据所述分析以激活的光学元件来构型激光射束、例如在聚焦位置方面，使得优化焊接品质。

DE 10 2013 015 656 A1已知一种用于借助光学相干断层成像术(OTC)测量激光射束到工件中的侵入深度的方法，其中，第一测量射束对准到还未加工的工件上而第二测量射束对准到焊接毛细孔上。可根据所测量的侵入深度改变激光加工的参数。在激光焊接时以干涉仪测量毛细孔深度也由WO 2014/138939 A1已知。

US 6,900,410 B2描述了一种用于激光射束焊接的方法，其中，激光功率脉冲式地调制，和其中，调制频率相应于熔池的自然振荡频率。由此应防止焊接缺陷、尤其裂纹。激光焊接在钢板上进行。