用于激光透射焊接的装置和方法以及由此制造的容器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于激光透射焊接的装置和方法以及因由此制造的容器（2）。该方法和装置被设计为使得在容器（2）的壁结构和薄膜（3）之间构造成比壁结构的端面（23）宽的焊缝（28）。

【技术实现步骤摘要】
用于激光透射焊接的装置和方法以及由此制造的容器
本专利技术涉及一种用于激光透射焊接的装置，一种用于激光透射焊接的方法和一种由此制造的以薄膜封闭的容器。
技术介绍
在激光透射焊接中，通常将两个工件配件互相连接。为此，该两个工件配件在焊接接缝范围内必须处于直接接触状态下，从而使它们可以被焊接在一起。工件配件中的一个对于激光束来说是可传递的并且在焊接的过程中面向激光束源。另一个工件配件对于激光束来说是可吸收的。激光束穿透可传递的工件配件并且在可被吸收的工件配件的上层内转化成热能。将可被吸收的工件配件的上层熔化，其中，通过热传导也使可被传递的工件配件的邻接的层熔化。该两个熔化部可以互相融合并且该两个工件配件在冷却的状态下材料锁合的借助焊缝连接成一个被焊接的工件。因此，焊缝可以构造得均匀并且带有高的强度，从而可以保证，在焊缝的走向中热传导的过程可以不出现中断。为此，在焊接接缝范围内的工件配件的直接的接触是必要的。当两个工件在焊接的过程中通过适当的装置来互相挤压时，该接触方式以高的安全性来建立。一种在公开文献DE 10 2007 042 739 Al中公开的夹紧装置被应用于激光透射焊接，以便使可传递的盖可以挤压在呈壳体形式的下部。可被吸收的下部具有开口，该开口应当用刚好适合的盖来封闭。为此，该盖用它的平的边缘来放置在开口的边缘上。彼此重叠的边缘形成焊接接缝范围并且应当用环绕的焊缝来连接。为了能够把压紧力引入到焊接接缝范围内，在环绕的焊缝的内部把压紧体(在这里是夹具)安放在盖上。压紧体的形状与盖的形状相匹配，从I而使压紧体的支承面这样尽可能的近的达到焊接接缝范围的附近并且可以使压紧力整齐分布地导入到盖内。压紧体通过四个连接梁与装置的在外面绕环绕的焊缝引导的且呈环形的支架(在这里是夹紧环)连接。通过连接梁将压紧力从支架传递到压紧体上。在支架和压紧体之间保留有空隙部，通过该空隙部，激光束可以沿着焊缝指向工件。空隙部只由连接梁来中断。为了可以尽可能少地遮住激光束，连接梁具有尽可能小的横截面。用扫描系统或者用可移动的焊头让激光束环绕地沿着焊缝来弓I导。在装置的实施中描述了，盖yong内部的压紧体与额外的在焊缝的外部的固定在支架上的夹紧架相结合来对盖进行压紧。其前提是，在盖边缘还存在有足够的用于安置夹紧架的作用面。这样不再可能的是，焊缝将盖与下部连接直至最外的边缘。这种装置的缺点是，为了引入压紧力，相配的且坚固的并且因此被特别制造的盖是必要的，该盖必须由手或手操作设备来对壳体开口精准地取向并且必须相对壳体开口精准地放置。该装置不用于手操作包含很薄的薄膜的盖来设置并且也不适用。由于结构而得出，该夹紧装置优选使用在焊缝走向不复杂的小工件上。在工件上，在其中激光束必须沿着长的或具有多角的焊缝引导，通过激光的制导使得加工时间明显提高。在具有相邻的多个环绕的焊缝的工件中也要求有相应数量的压紧体。压紧体与相应数量的连接梁进行固定需要巨大的费用，在其中，按原理来说，不是遮住更多的激光束就是使得用于传递压紧力的夹紧装置变得不稳定。在没有公开的文献DE 10 2011 055 203.0中的用于激光透射焊接两个平面的工件配件的装置中通过压紧体与透明的支撑板粘合的方法来避免这个缺点。通过这种方式使得多个和不同形状的压紧体在支撑板上的组装方式也被强烈地简化。支撑板对于激光束来说是透明的，从而使激光束穿透通过保留在压紧体之间的空隙部而不必通过连接梁来中断就可以击打在工件上。通过相应的支撑板的尺寸可以很简单的实现与不同的压紧力或工件大小相匹配的支撑板。激光束源是由单个可控的二极管激光发射极组合而成的线列阵，它可以将激光束在以封闭的线的形式的要求的情况下发送到工件上。为了完全的进行焊接只要求在工件和激光束源之间有完整相对移动。通过这种方式，只需要很短的时间来用于焊接整个工件。在不需要焊接的范围内不是切断相应的二极管激光发射极，就是用压紧体来盖住工件配件。该装置也适合于，可以将薄膜焊接到可吸收的带有碗类型的结构和带有薄壁的且处于垂直Z方向上的壁结构的工件配件上。为此，将薄膜容纳在该工件配件的边缘上并且在X和y方向上夹紧。然后，在这种夹紧作用下将薄膜在轻微的压紧力下放置在碗形的工件配件上，从而使壁结构的指向z方向的端面处于与薄膜接触的状态。最后实现焊接过程。在进行焊接的情况下，壁结构的端面与薄膜连接。为此，在这里至少一个外部的和至少一个内部的压紧体在薄膜的高度上定位在端面的两个侧面，但是不必在Z方向上将压力施加在薄膜上。基本上垂直于薄膜定向的压紧体在外部的和内部的压紧体之间形成被限定的空隙部，通过该空隙部将激光束引导在端面上。该空隙部在激光束的方向上以一定的长度构造，为了使分散进入到空隙部内的激光束可以通过在压紧体的壁上多次反射方式来均匀化，该长度是必要的。均匀化的激光束击打在端面上并且构造成平面的焊缝。通过该均匀化方式，也在带有相应小的端面的薄的壁结构的情况下达到一定强度，这以传统的激光透射焊接工艺是不可能实现的。但是，由于用在没有公开的DE 10 2011 055 203.0中描述的装置只在x和y方向上挤压薄膜，则有限的可能是，可以补偿可被吸收的工件配件的端壁的平面度上的误差。此外，在确定应用构成碗类型的工件，如例如容器的情况下存在特别的益处，容器的壁结构可以设计得这样尽可能的薄。在这里被称为热交换器作为例子的是，在该热交换器中，热过渡应当经过很薄的内部的间隔壁或者经过薄的且用于容器开口的盖子的薄膜来实现。但是不再可能焊接更薄的壁结构，因为在进一步缩小端面的情况下在焊缝内不再可能达到足够的强度。
技术实现思路
本专利技术的任务是，建立一种装置，该装置实现了将作为容器开口的遮盖物而提供的薄膜以相对于壁结构的容差较小的敏感度焊接在容器的很薄壁的壁结构的窄端面上，并且在此可以实现具有较高强度的焊缝。本专利技术的另一任务是，建立一种方法，在该方法中可以将作为容器开口的遮盖物而提供的薄膜以高强度焊接在容器的非常薄壁的壁结构上。此外，本专利技术的任务是，建立一种能用薄膜焊接的容器，在该容器中可以用较少的材料损耗达到焊缝的(与StdT)可比较的或更高的强度并且达到可焊接容器开口的薄膜的较好的机械保护。根据本专利技术，这些任务通过根据权利要求1的装置、通过根据权利要求6的方法和通过根据权利要求8的容器来解决。有利的实施可以分别引用相应的从属权利要求。【附图说明】下面应当借助实施例详细阐述本专利技术。在所属的附图中示出:图1示出装置的原理结构，图2以强烈简化的图示示出带有包括两个压紧体的压紧单元的装置的【具体实施方式】，图3示出带有多个压紧单元的装置的【具体实施方式】，图4示出方法步骤的顺序，图5以截面图示示出带有很薄的间隔壁的已焊接容器的例子。【具体实施方式】根据在图1中图示的第一实施例，用于激光透射焊接的装置基本上具有容纳部1、激光束源6、移动设备7、储存及控制单元8以及带有至少一个压紧单元4的支撑板12。容纳部I设计为使得敞开的容器2可以相对于沿z方向指向容纳部I且从激光束源发出的激光束61定位在相互垂直分布的X、y、z方向上。激光束源6相对于容纳部I能在y方向上移动地布置在移动设备7上。为了分辨位置地在X和y方向上对激光束源6进行控制并且为了对移动设备7进行控制，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光透射焊接至少一条闭合的焊缝（28）的装置，所述焊缝形成在敞开的容器（2）与薄膜（3）之间，其中所述容器通过具有端面（23）以及内部的和外部的壁表面（24、25）的壁结构形成，所述薄膜盖住所述端面（23）并因此封闭所述容器（2），其中，所述壁结构包围至少一个带有横截面的空腔（26），所述装置包括：激光束源（6），其具有大量的可单一控制并且在x方向上呈线列阵地布置的激光束发射极（62）；容纳部（1），所述容纳部被设计为使得所述容器（2）相对于沿z方向指向所述容纳部（1）且从所述激光束源（6）发出的激光束（61）沿x方向、z方向和y方向定位，其中，x方向、y方向、z方向相互垂直伸展；用于所述激光束源（6）沿y方向相对移动的移动设备（7）；用于分辨位置地控制所述激光束发射极（62）的储存及控制单元（8）；和至少一个在射流方向上排在所述激光束源（6）之后的压紧单元（4），该压紧单元固定在垂直于所述激光束（61）定向并对于所述激光束（61）来说是透明的支撑板（12）上，所述压紧单元具有至少一个带有平行于所述端面（23）取向的遮盖面（51）的压紧体（5），其特征在于，所述至少一个压紧体（5）的所述遮盖面（51）比所述至少一个横截面小了至少两倍的薄膜厚度（FD），从而在所述压紧体（5）和所述壁结构之间保留至少一个与薄膜厚度（FD）相符的间隙（32）并且所述至少一个压紧体（5）能够相对于所述容纳部（1）以如下程度沿z方向相对移动，即，所述至少一个压紧体（5）的所述遮盖面（51）能够下降到在所述容器（2）内的所述壁结构的所述端面（23）以下，从而使放置在所述端面（23）上的所述薄膜（3）也能够在邻接到所述端面（23）上的边缘范围（33）内贴靠在所述内部的壁表面（24）上，并且因此，在这个边缘范围内与所述内部的壁表面（24）焊接在一起，由此能够焊接出焊缝宽度大于端面宽度（SB）的所述焊缝（28）。...

【技术特征摘要】
2013.02.07 DE 102013101224.81.一种用于激光透射焊接至少一条闭合的焊缝(28)的装置，所述焊缝形成在敞开的容器(2)与薄膜(3)之间，其中所述容器通过具有端面(23)以及内部的和外部的壁表面(24,25)的壁结构形成，所述薄膜盖住所述端面(23)并因此封闭所述容器(2)，其中，所述壁结构包围至少一个带有横截面的空腔(26)，所述装置包括:激光束源(6)，其具有大量的可单一控制并且在X方向上呈线列阵地布置的激光束发射极(62);容纳部(1)，所述容纳部被设计为使得所述容器(2)相对于沿z方向指向所述容纳部(I)且从所述激光束源(6)发出的激光束(61)沿X方向、z方向和y方向定位,其中，X方向、y方向、z方向相互垂直伸展；用于所述激光束源(6)沿y方向相对移动的移动设备(7);用于分辨位置地控制所述激光束发射极(62)的储存及控制单元(8);和至少一个在射流方向上排在所述激光束源(6)之后的压紧单元(4)，该压紧单元固定在垂直于所述激光束(61)定向并对于所述激光束(61)来说是透明的支撑板(12)上，所述压紧单元具有至少一个带有平行于所述端面(23)取向的遮盖面(51)的压紧体(5)，其特征在于， 所述至少一个压紧体(5)的所述遮盖面(51)比所述至少一个横截面小了至少两倍的薄膜厚度(FD)，从而在所述压紧体(5)和所述壁结构之间保留至少一个与薄膜厚度(FD)相符的间隙(32)并且所述至少一个压紧体(5)能够相对于所述容纳部(I)以如下程度沿z方向相对移动，即，所述至少一个压紧体(5 )的所述遮盖面(51)能够下降到在所述容器(2 )内的所述壁结构的所述端面(23)以下，从而使放置在所述端面(23)上的所述薄膜(3)也能够在邻接到所述端面(23)上的边缘范围(33)内贴靠在所述内部的壁表面(24)上，并且因此，在这个边缘范围内与所述内部的壁表面(24)焊接在一起，由此能够焊接出焊缝宽度大于端面宽度(SB)的所述焊缝(28)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压紧单元(4)具有至少一个另外的压紧体(5)，所述另外的压紧体围住所述壁结构，从而在所述遮盖面(51)下降到所述壁结构的端面(23)以下时也能够使所述薄膜(3)贴靠在所述壁结构的外部的壁表面(25)上，由此能够实现所述焊缝(28)的进一步加宽。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述压紧单元(4)具有至少两个压紧体(5)，这些压紧体(5)的遮盖面(51)位于同一个平面内并且所述压紧体(5)互相包围成带有空隙部宽度(ZB)的空隙部(54)，所述空隙部宽度加上所述两倍的薄膜厚度(FD)大于所述端面宽度(SB)。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，为了通过多次反射方式使所述激光束(61)均匀化，所述包围空隙部(54)的压紧体(5)在所述空隙部(54)内具有处于对置的侧罩面(53 )，所述侧罩面对于所述激光束(61)来说是可反射的。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述支撑板(12)具有多个压紧单元(4)用于同时焊接多个容器(2)。6.一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：维尔纳·沃尔曼，克里斯多佛·斯坦纳，维尔弗里德·克拉默，诺伯特·克日伊扎尼亚克，
申请(专利权)人：詹诺普蒂克自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE