[发明专利]以功率调制来激光焊接钢以避免热裂纹

权利要求书

1.一种用于以激光射束焊接工件(1)的方法，

其中，使取向到所述工件(1)上的激光射束(2)相对于所述工件(1)运动，使得将所述工件(1)沿着焊缝(5)焊接，

其中，在所述激光射束(2)的周围环境中在所述工件(1)上形成熔池(4)，其中，该熔池(4)具有特征振荡频率f_co，

其中，将所述激光射束(2)的激光功率(P)至少有时以调制频率f和调制幅值Π调制，其中，

其中，P_min：在一调制周期期间的最小激光功率，和P_max：在一调制周期期间的最大激光功率，和

其中，所述工件(1)由钢制成，

其特征在于，

所述调制频率f选择成，对于所述熔池(4)的经标准化的特征振荡频率Λ_co和经标准化的调制频率Λ满足：

Λ≥2.2*Λ_co，

其中，

其中，v：所述激光射束(2)相对于所述工件(1)的进给速度，和d_f：所述激光射束(2)的激光射束焦斑(6)的直径，

和，

其中，这基于以所述激光射束(2)在不调制激光功率(P)的情况下进行的测试测量确定，其中，f_co^test：在所述测试测量时所测量的特征振荡频率；d_f，co^test：在所述测试测量时激光射束焦斑(6)的直径；v_co^test：在所述测试测量时所述激光射束(2)相对于所述工件(1)的进给速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对所述熔池(4)的经标准化的特征振荡频率Λ_co和经标准化的调制频率Λ还满足：

Λ≤8.5*Λ_co。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对经标准化的调制频率Λ还满足：

0.2≤Λ≤1.0。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对调制幅值Π满足：

Π0.5。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对调制幅值Π满足：

Π≤0.95。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述激光射束焊接以焊入深度EST执行，其中，

1.0毫米EST10.0毫米。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述激光功率(P)近似正弦形地调制。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述激光射束(2)以固体激光器产生。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

将所述激光射束(2)的平均激光功率(P_av)在以激光射束焊接所述焊缝(5)的开始区域(91)时随累进的焊接位移提高，并且，将所述激光射束(2)的平均激光功率(P_av)在以激光射束焊接所述焊缝(5)的结束区域(93)时随累进的焊接位移减小，并且，

在以激光射束焊接所述开始区域(91)和所述结束区域(93)时调制所述激光功率(P)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在以激光射束焊接所述焊缝(5)的在所述开始区域(91)和所述结束区域(93)之间的中间区域(92)时也调制所述激光功率(P)，并且，在所述中间区域(92)中激光射束焊接作为焊入进行。