[发明专利]用于焊接工件的激光接合方法和激光接合装置

说明书

用于以激光透射方法连接由塑料或带有其它材料的塑料构成的不同工件的激光接合方法和激光接合装置，其带有施加压力的夹紧设备，所述夹紧设备将第一工件和第二工件至少在所述工件局部塑化之后彼此挤压；带有具有掩膜结构的掩膜，其仅在连接接触面的区域中对于激光而言是可透过的，其中，至少面向激光源的工件由三维的成形部件形成，其至少在面向夹紧元件的第一轮廓侧上和/或在面向第二工件的第二轮廓侧上是不平的，并且其中，夹紧元件在其用于第一工件的贴靠侧处与第一工件的第一轮廓侧相匹配。根据本发明，所述掩膜结构构造在夹紧元件的面向第一工件的贴靠侧处或构造在第一工件的面向第二工件的第二轮廓侧处。

技术领域

本发明涉及一种用于连接不同工件的激光接合方法，所述工件由塑料或带有其它材料的塑料构成，其中，面向激光源的第一工件由对于激光射束而言透明的材料构成，并且另一个第二工件由对于激光射束而言起吸收作用的材料或由对于激光射束而言透明的带有起吸收作用的覆层或带有起吸收作用的中间薄膜的材料构成，从而使得这两个工件的彼此毗邻的连接接触面在激光的作用下熔化并且在紧接着的冷却的情形中在施加压力的情况下相互连接，并且为了施加压力而借助于夹紧设备将待连接的工件彼此挤压，为此，工件布置在支撑元件与可加载以夹紧力的、搭接第一工件的以及对于激光而言绝大部分透明的夹紧元件之间，并且其中，使用具有掩膜结构的掩膜(Maske)，所述掩膜仅在连接接触面的区域中对于激光而言是可透过的，以便在第二工件的情形中仅使连接接触面塑化，其中，所述掩膜结构大于激光射束的所使用的波长，并且所述激光射束或者线形地成形且相对于工件和掩膜运动或者面型地成形且静止地朝着工件和掩膜指向，并且其中，至少面向激光源的第一工件由三维的成形部件形成，其至少在面向夹紧元件的第一轮廓侧上和/或在面向第二工件的第二轮廓侧上是不平的，并且夹紧元件在其贴靠侧处与第一工件的第一轮廓侧相匹配。

此外，本发明涉及一种用于连接由塑料或带有其它材料的塑料构成的不同工件的激光接合装置，所述激光接合装置带有根据本发明的特征，所述激光接合装置适用于执行前面所描述的方法。

背景技术

利用使用掩膜(掩膜焊接)用于遮掩不需焊接的区域的激光透射焊接(Laserdurchstrahlschweißen)是现有技术并且尤其在2D工件中或在相对平坦的3D工件中被成功使用。在此，借助于线形的激光射束将结构化的掩膜的信息传递到处于其下方的工件上。激光射束在掩膜的结构化的面的区域中传送并且击到工件上，而与此相对，工件在掩膜的未结构化的表面的区域中被遮掩，且因此激光射束不到达工件。在此，经常将经金属化的玻璃板用作为掩膜，通过结构化将焊接轮廓的信息带入到所述玻璃板中。这能够例如通过腐蚀或者通过激光烧蚀来发生。

由文件EP 0 997 261 A1已知一种这种类型的激光接合方法和一种用于连接由塑料或带有其它材料的塑料构成的不同工件的装置，其中，面向激光源的上方的工件由对于激光射束而言透明的材料构成，并且第二工件由对于激光射束而言起吸收作用的材料构成，从而使得这两个工件的彼此毗邻的接触面熔化并且在紧接着的冷却的情形中在压力下相互连接。在此，为了在接触面的确定的接合区域中连接所述工件，在激光源与待连接的工件之间布置或布置有由不可透激光的材料构成的掩膜，所述掩膜的掩膜结构大于激光射束所使用的波长，其中，使所述激光源如此适应于接触面或所述激光源对于接触面是如此适应的，使得在该接触面处出现线，并且激光射束和掩膜与工件一起运动或激光射束与掩膜和工件一起运动。