用于激光透射焊接的裝置和方法以及由此制造的容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于激光透射焊接的裝置，一種用于激光透射焊接的方法和一種由此制造的以薄膜封閉的容器。
【背景技術(shù)】
[0002]在激光透射焊接中，通常將兩個(gè)工件配件互相連接。為此，該兩個(gè)工件配件在焊接接縫范圍內(nèi)必須處于直接接觸狀態(tài)下，從而使它們可以被焊接在一起。工件配件中的一個(gè)對(duì)于激光束來(lái)說(shuō)是可傳遞的并且在焊接的過(guò)程中面向激光束源。另一個(gè)工件配件對(duì)于激光束來(lái)說(shuō)是可吸收的。激光束穿透可傳遞的工件配件并且在可被吸收的工件配件的上層內(nèi)轉(zhuǎn)化成熱能。將可被吸收的工件配件的上層熔化，其中，通過(guò)熱傳導(dǎo)也使可被傳遞的工件配件的鄰接的層熔化。該兩個(gè)熔化部可以互相融合并且該兩個(gè)工件配件在冷卻的狀態(tài)下材料鎖合的借助焊縫連接成一個(gè)被焊接的工件。
[0003]因此，焊縫可以構(gòu)造得均勻并且?guī)в懈叩膹?qiáng)度，從而可以保證，在焊縫的走向中熱傳導(dǎo)的過(guò)程可以不出現(xiàn)中斷。為此，在焊接接縫范圍內(nèi)的工件配件的直接的接觸是必要的。當(dāng)兩個(gè)工件在焊接的過(guò)程中通過(guò)適當(dāng)?shù)难b置來(lái)互相擠壓時(shí)，該接觸方式以高的安全性來(lái)建立。
[0004]一種在公開(kāi)文獻(xiàn)DE 10 2007 042 739 Al中公開(kāi)的夾緊裝置被應(yīng)用于激光透射焊接，以便使可傳遞的蓋可以擠壓在呈殼體形式的下部?？杀晃盏南虏烤哂虚_(kāi)口，該開(kāi)口應(yīng)當(dāng)用剛好適合的蓋來(lái)封閉。為此，該蓋用它的平的邊緣來(lái)放置在開(kāi)口的邊緣上。彼此重疊的邊緣形成焊接接縫范圍并且應(yīng)當(dāng)用環(huán)繞的焊縫來(lái)連接。為了能夠把壓緊力引入到焊接接縫范圍內(nèi)，在環(huán)繞的焊縫的內(nèi)部把壓緊體(在這里是夾具)安放在蓋上。壓緊體的形狀與蓋的形狀相匹配，從I而使壓緊體的支承面這樣盡可能的近的達(dá)到焊接接縫范圍的附近并且可以使壓緊力整齊分布地導(dǎo)入到蓋內(nèi)。
[0005]壓緊體通過(guò)四個(gè)連接梁與裝置的在外面繞環(huán)繞的焊縫引導(dǎo)的且呈環(huán)形的支架(在這里是夾緊環(huán))連接。通過(guò)連接梁將壓緊力從支架傳遞到壓緊體上。在支架和壓緊體之間保留有空隙部，通過(guò)該空隙部，激光束可以沿著焊縫指向工件?？障恫恐挥蛇B接梁來(lái)中斷。為了可以盡可能少地遮住激光束，連接梁具有盡可能小的橫截面。用掃描系統(tǒng)或者用可移動(dòng)的焊頭讓激光束環(huán)繞地沿著焊縫來(lái)引導(dǎo)。
[0006]在裝置的實(shí)施中描述了，蓋yong內(nèi)部的壓緊體與額外的在焊縫的外部的固定在支架上的夾緊架相結(jié)合來(lái)對(duì)蓋進(jìn)行壓緊。其前提是，在蓋邊緣還存在有足夠的用于安置夾緊架的作用面。這樣不再可能的是，焊縫將蓋與下部連接直至最外的邊緣。
[0007]這種裝置的缺點(diǎn)是，為了引入壓緊力，相配的且堅(jiān)固的并且因此被特別制造的蓋是必要的，該蓋必須由手或手操作設(shè)備來(lái)對(duì)殼體開(kāi)口精準(zhǔn)地取向并且必須相對(duì)殼體開(kāi)口精準(zhǔn)地放置。該裝置不用于手操作包含很薄的薄膜的蓋來(lái)設(shè)置并且也不適用。
[0008]由于結(jié)構(gòu)而得出，該夾緊裝置優(yōu)選使用在焊縫走向不復(fù)雜的小工件上。在工件上，在其中激光束必須沿著長(zhǎng)的或具有多角的焊縫引導(dǎo)，通過(guò)激光的制導(dǎo)使得加工時(shí)間明顯提高。在具有相鄰的多個(gè)環(huán)繞的焊縫的工件中也要求有相應(yīng)數(shù)量的壓緊體。壓緊體與相應(yīng)數(shù)量的連接梁進(jìn)行固定需要巨大的費(fèi)用，在其中，按原理來(lái)說(shuō)，不是遮住更多的激光束就是使得用于傳遞壓緊力的夾緊裝置變得不穩(wěn)定。
[0009]在沒(méi)有公開(kāi)的文獻(xiàn)DE 10 2011 055 203.0中的用于激光透射焊接兩個(gè)平面的工件配件的裝置中通過(guò)壓緊體與透明的支撐板粘合的方法來(lái)避免這個(gè)缺點(diǎn)。通過(guò)這種方式使得多個(gè)和不同形狀的壓緊體在支撐板上的組裝方式也被強(qiáng)烈地簡(jiǎn)化。支撐板對(duì)于激光束來(lái)說(shuō)是透明的，從而使激光束穿透通過(guò)保留在壓緊體之間的空隙部而不必通過(guò)連接梁來(lái)中斷就可以擊打在工件上。通過(guò)相應(yīng)的支撐板的尺寸可以很簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)與不同的壓緊力或工件大小相匹配的支撐板。激光束源是由單個(gè)可控的二極管激光發(fā)射極組合而成的線列陣，它可以將激光束在以封閉的線的形式的要求的情況下發(fā)送到工件上。為了完全的進(jìn)行焊接只要求在工件和激光束源之間有完整相對(duì)移動(dòng)。通過(guò)這種方式，只需要很短的時(shí)間來(lái)用于焊接整個(gè)工件。在不需要焊接的范圍內(nèi)不是切斷相應(yīng)的二極管激光發(fā)射極，就是用壓緊體來(lái)蓋住工件配件。
[0010]該裝置也適合于，可以將薄膜焊接到可吸收的帶有碗類型的結(jié)構(gòu)和帶有薄壁的且處于垂直Z方向上的壁結(jié)構(gòu)的工件配件上。為此，將薄膜容納在該工件配件的邊緣上并且在X和y方向上夾緊。然后，在這種夾緊作用下將薄膜在輕微的壓緊力下放置在碗形的工件配件上，從而使壁結(jié)構(gòu)的指向z方向的端面處于與薄膜接觸的狀態(tài)。最后實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程。
[0011]在進(jìn)行焊接的情況下，壁結(jié)構(gòu)的端面與薄膜連接。為此，在這里至少一個(gè)外部的和至少一個(gè)內(nèi)部的壓緊體在薄膜的高度上定位在端面的兩個(gè)側(cè)面，但是不必在Z方向上將壓力施加在薄膜上?；旧洗怪庇诒∧ざㄏ虻膲壕o體在外部的和內(nèi)部的壓緊體之間形成被限定的空隙部，通過(guò)該空隙部將激光束引導(dǎo)在端面上。該空隙部在激光束的方向上以一定的長(zhǎng)度構(gòu)造，為了使分散進(jìn)入到空隙部?jī)?nèi)的激光束可以通過(guò)在壓緊體的壁上多次反射方式來(lái)均勻化，該長(zhǎng)度是必要的。均勻化的激光束擊打在端面上并且構(gòu)造成平面的焊縫。通過(guò)該均勻化方式，也在帶有相應(yīng)小的端面的薄的壁結(jié)構(gòu)的情況下達(dá)到一定強(qiáng)度，這以傳統(tǒng)的激光透射焊接工藝是不可能實(shí)現(xiàn)的。
[0012]但是，由于用在沒(méi)有公開(kāi)的DE 10 2011 055 203.0中描述的裝置只在x和y方向上擠壓薄膜，則有限的可能是，可以補(bǔ)償可被吸收的工件配件的端壁的平面度上的誤差。
[0013]此外，在確定應(yīng)用構(gòu)成碗類型的工件，如例如容器的情況下存在特別的益處，容器的壁結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)得這樣盡可能的薄。在這里被稱為熱交換器作為例子的是，在該熱交換器中，熱過(guò)渡應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)很薄的內(nèi)部的間隔壁或者經(jīng)過(guò)薄的且用于容器開(kāi)口的蓋子的薄膜來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是不再可能焊接更薄的壁結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵谶M(jìn)一步縮小端面的情況下在焊縫內(nèi)不再可能達(dá)到足夠的強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的任務(wù)是，建立一種裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)了將作為容器開(kāi)口的遮蓋物而提供的薄膜以相對(duì)于壁結(jié)構(gòu)的容差較小的敏感度焊接在容器的很薄壁的壁結(jié)構(gòu)的窄端面上，并且在此可以實(shí)現(xiàn)具有較高強(qiáng)度的焊縫。
[0015]本發(fā)明的另一任務(wù)是，建立