本发明专利技术涉及一种用于焊接连接第一模制部件(2)的第一接合面和第二模制部件(3)的第二接合面的方法，所述模制部件通过夹紧设备(4)移动并支撑，所述接合面彼此接触，其中所述第一模制部件(2)对于第一辐射源(7)的主光束(10)是至少部分可穿透的，对于第二辐射源(8)的副光束(11)是至少部分可吸收的，所述第二模制部件(3)对于所述主光束(10)是至少部分可吸收的，其中顺序地以所述主光束(10)照射所述第二模制部件(3)并以所述副光束(11)照射所述第一模制部件(2)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于焊接连接第一模制部件的第一接合面与第二模制部件的第二接合面的方法和相关装置本专利技术涉及一种用于焊接连接第一模制部件的第一接合面和第二接合面的方法，所述模制部件通过夹紧设备移动并支撑，所述接合面彼此接触，其中所述第一模制部件对于第一辐射源的主光束是至少基本可穿透的，对于第二辐射源的副光束是至少部分可吸收的，所述第二模制部件对于所述主光束是至少部分可吸收的。这种焊接方法在现有技术中是已知的，并被特别用于塑料材料例如热塑性塑料的接合。在此，所述的两个模制部件被设置成一个位于另一个上方、彼此接触并借助于夹紧设备彼此支撑，使得在焊接过程中所述两个模制部件的接合面相接触并且可被焊接。在所谓的“贯通焊接方法”或“激光贯通焊接方法”的情况下，所述第一模制部件置于所述第二模制部件上方，就光束路径而言，也就更加靠近所述第一辐射源和所述第二辐射源。由于所述第一模制部件对于所述主光束是可穿透的，因此该光束可以穿透所述第一模制部件，使得所述主光束先被吸收在所述第二模制部件中并加热所述模制部件。在本申请的范围内，术语“至少部分可穿透的”或“至少部分可吸收的”应理解为意指相应的模制部件对于相关光束是大部分可穿透的或可吸收的。当然，部分可穿透的材料在一定程度上也总是可吸收的，部分可吸收的材料也是部分可穿透的。通过吸收所述主光束，加热所述第二模制部件，使得所述第二模制部件的区域产生熔合状态。通过加热所述第二模制部件，所述第一模制部件也通过热传导在其接合面处被加热。由于在这种情况下发生所述第二模制部件的加热仅仅是因为热传导的结果，所以会导致过程时间更长。在现有技术中，因而提出了同时用第二辐射源的副光束对所述第一模制部件进行照射，以便独立于所述主光束，即独立于所述第二模制部件的加热，同样加热所述第一模制部件。文献EP1575756B1公开了一种用于三维模制部件的轮廓焊接的方法和装置。其中，在用主光束照射第二模制部件的同时，用电磁副光束照射第一模制部件，使焊接区中的温度场均匀化。因此，所述第一模制部件的加热不仅通过来自所述第二模制部件的热传导来实现，而且所述副光束也主要被吸收于所述第一模制部件中从而加热所述第一模制部件。然而在已知的焊接方法的情况中，所述副光束总是先穿透所述第一模制部件，然后才被所述第二模制部件吸收。这通常占了所照射的副光束相当大的比例，使得同时照射时必须减少所述两个辐射源的能量以防止所述第二模制部件过热。由于所述两个辐射源的能量的减少，该过程的总持续时间变长。因此，本专利技术的目的是说明一种减少过程时间的焊接方法。为了解决这个问题，在本文开篇所描述的根据本专利技术的一种方法中，用所述主光束照射所述第二模制部件，并顺序地用所述副光束照射所述第一模制部件。根据本专利技术，有利地实现了每个辐射源可以以其最大可能的能量进行使用并可将该能量照射到所述第一或第二模制部件中，这样相比于已知的焊接方法可减少过程持续时间。特别地，所述第一和第二模制部件的所述主光束和所述副光束的顺序照射对此目的是必不可少的。这样可以防止仅通过来自所述第一模制部件的热传导或仅通过由所述主光束对所述第一模制部件的辐射来加热所述第二模制部件。还避免了由于用于加热所述第一模制部件的副光束的照射导致所述第二模制部件过热。通过顺序的、交替的照射，可以更具选择性地加热所述第一模制部件和所述第二模制部件，这样可以实施每个辐射源的最大能量的照射，所述焊接方法因而可以得到特别有效地执行。本申请中使用的术语“顺序地”应理解为所述主光束和副光束的照射过程是一个接一个地按时间顺序执行的，因此是交替执行的。然而，该术语不应理解为具有“连续地”的意义。根据本专利技术的所述方法，一种优选改进提供的是：所述主光束的第一焦点位于所述第二接合面上，并且所述副光束的第二焦点位于所述第一模制部件的体积内。因此所述主光束可以优选地聚焦在所述第二接合面上，使得所述主光束的能量基本落在所述第二接合面上，即所述第二模制部件面向所述第一接合面的一面上，也即所述第一模制部件的下表面上。所述副光束优选地聚焦在所述第一模制部件的体积内，使得所述第一模制部件得到大面积的加热。根据本专利技术的所述方法，特别优选单色光束用作所述主光束，并且特别优选多色光束用作所述副光束。因此，辐射出所述主光束的第一辐射源可以优选为激光。所述副光束例如可以是宽带辐射源，例如卤素灯。所述宽带辐射源的副光束优选被吸收于所述第一模制部件中，其中所述单色主光束被吸收于所述第二模制部件的近表面层中。通过所述主光束和所述副光束的顺序照射，所述第一模制部件和第二模制部件因此皆可被加热，使得提供的温度梯度比常规方法情况下的低，例如，常规的激光贯穿焊接，其中所述主光束的能量落于所述第二模制部件中，所述第一模制部件仅通过热传导加热。在此，所述第一模制部件和所述第二模制部件之间形成了大温度梯度，这一方面体现在更长的过程时间中，并且还可造成所述第二模制部件中的温度超过所述第二模制部件的材料的分解温度。根据本专利技术的所述方法，一种改进还在于使用激光辐射作为主光束或作为主光束和副光束。在此特别优选的是，激光辐射既用作主光束又用作副光束。因此，所述第一和第二辐射源可以是激光，例如波长不同的激光，也可以使用宽带辐射源作为副光束，并使用激光作为主光束。根据本专利技术的所述方法，特别优选地，所述主光束的波长和/或所述副光束的波长位于第一范围500至1100nm或第二范围900至2400nm内。当然，用于根据本专利技术的所述方法的所述两个辐射源的波长可任意与具体应用相协调，特别是与所述的两个模制部件的材料特性相协调。根据本专利技术的所述方法还可改进为：控制设备根据第一参数开启和关闭所述主光束并根据第二参数开启和关闭所述副光束。因此，第一参数确定何时开启和关闭所述主光束，所述第二参数确定或限定何时开启和关闭所述副光束。因此，借助于所述第一和第二参数，可以控制所述主光束和副光束交替开启和关闭的顺序如何进行。在本申请的范围内，顺序开启和关闭被理解为意指开启所述主光束和副光束中的一个并关闭另一光束。这样，一个照射序列则由一个所述主光束开启、所述副光束关闭的间隔，和一个紧接着的所述主光束关闭、所述副光束开启的间隔构成，反之亦可。在此，特别优选地，所述主光束和所述副光束以至少两个序列交替地开启和关闭。当然，可以连续地执行任意数量的序列，使得所述主光束和所述副光束之间的变更或其开启和关闭的次数可进行任意调整。特别地，所述主光束的开启时间和关闭时间可以偏离于所述副光束。此外，连续序列的各序列中所述主光束和所述副光束的开启时间和关闭时间可具有不同的长度。进一步的参数，诸如所述主光束和/或所述副光束的强度、所述主光束和/或所述副光束的写入速度，可针对各开启和关闭时间进行任意地限定。因此，可连续地执行若干个序列，其中，一方面上述参数在所述主光束和所述副光束之间有所不同，并且另一方面所述参数可随序列变化。按照根据本专利技术的所述方法的本实施例，还可以优选地提供的是：所述第一参数和/或所述第二参数和/或所述主光束和/或所述副光束的写入速度和/或所述主光束和/或所述副光束的强度被限定为使得所述第一和第二模制部件中照射的能量输入大于热传导的能量释放。因此，可以有利地控制，使得通过照射在所述第一模制部件和所述第二模制部件中落的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于焊接连接第一模制部件(2)的第一接合面和第二模制部件(3)的第二接合面的方法，所述第一模制部件(2)和所述第二模制部件(3)通过夹紧设备(4)移动和支撑，所述接合面彼此接触，其中所述第一模制部件(2)对于第一辐射源(7)的主光束(10)是至少部分可穿透的，且对于第二辐射源(8)的副光束(11)是至少部分可吸收的，所述第二模制部件(3)对于所述主光束(10)是至少部分可吸收的，其特征在于，顺序地以所述主光束(10)照射所述第二模制部件(3)并以所述副光束(11)照射所述第一模制部件(2)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.22 DE 102016103060.01.一种用于焊接连接第一模制部件(2)的第一接合面和第二模制部件(3)的第二接合面的方法，所述第一模制部件(2)和所述第二模制部件(3)通过夹紧设备(4)移动和支撑，所述接合面彼此接触，其中所述第一模制部件(2)对于第一辐射源(7)的主光束(10)是至少部分可穿透的，且对于第二辐射源(8)的副光束(11)是至少部分可吸收的，所述第二模制部件(3)对于所述主光束(10)是至少部分可吸收的，其特征在于，顺序地以所述主光束(10)照射所述第二模制部件(3)并以所述副光束(11)照射所述第一模制部件(2)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主光束(10)的第一焦点(14)位于所述第二接合面上，所述副光束(11)的第二焦点(13)位于所述第一模制部件(2)的体积内。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用单色光束作为主光束(10)，使用多色光束作为副光束(11)。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用激光辐射作为主光束(10)或作为主光束(10)和副光束(11)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述主光束(10)的波长和/或所述副光束(11)的波长在500-1100nm的第一区间内或900-2400nm的第二区间内。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·布鲁内克尔，
申请(专利权)人：易沃斯激光系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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