(57)【要約】  接合装置および接合方法であって、接合装置（１）は、少なくとも２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）のレーザー放射線に基づく接合に使用される。接合装置（１）は、第１レーザー放射線源（１０）と、第１レーザー放射線源に接続され、放射する第１レーザー放射線（ＬＳ１）を第１放射線ガイドに連結する第１放射線ガイド（１１）と、第２レーザー放射線源（２０）と、第２レーザー放射線源に接続され、放射する第２レーザー放射線（ＬＳ２）を第２放射線ガイドに連結する、１つ以上の第２放射線ガイド（２１、２５）と、第１および第２レーザーガイドを連結し、第１および第２レーザー放射線の焦点を互いに離してコンポーネントの接合ゾーンに合わせるよう調整する焦点調節器（４０）と、を備える。接合装置（１）は、取付の手間を削減するため、第１および第２レーザー放射線の焦点を共通の光線経路を経由して合わせるよう焦点調節器を調整し、連結装置（３０）は、第１および第２放射線ガイドの入力側、また焦点調節器の出力側に接続する。またこれにより第１および第２レーザー放射線が共通の光線経路に連結されるよう調整する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）をレーザーに基づいて接合する接合装置（１）であって、
所定の出力調整を備えた第１レーザー放射線源（１０）と、
前記第１レーザー放射線源（１０）に接続されて、前記第１レーザー放射線源（１０）が放射する第１レーザー放射線（ＬＳ１）を第１放射線ガイド（１１）に連結する、第１放射線ガイド（１１）と、
所定の出力調整を備えた第２レーザー放射線源（２０）と、
前記第２レーザー放射線源（２０）に接続されて、前記第２レーザー放射線源（２０）が放射する第２レーザー放射線（ＬＳ２）を、少なくとも１つの第２放射線ガイド（２１、２５）に連結する少なくとも１つの第２放射線ガイド（２１、２５）と、
前記第１および前記第２放射線ガイド（１１、２１、２５）に連結され、前記第１レーザー放射線（ＬＳ１）および前記第２レーザー放射線（ＬＳ２）の焦点が互いに離れて前記２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）の接合ゾーン（ＦＺ）に合わせられるよう調整する焦点調節装置（４０）と、
を備え、
前記焦点調節装置（４０）は、前記第１および前記第２レーザー放射線（ＬＳ１、ＬＳ２）の焦点が共通の光線経路を通じて合わせられるよう調整され、連結装置（３０）が、入力側で前記第１および前記第２放射線ガイド（１１、２１、２５）と、出力側で前記焦点調節装置（４０）と接続され、前記第１および前記第２レーザー放射線（ＬＳ１、ＬＳ２）は、前記焦点調節装置（４０）の共通の光線経路へ連結されるよう設定されることを特徴とする、接合装置。
【請求項２】
少なくとももう１つの第２放射線ガイド（２１、２５）が設けられ、前記第２放射線ガイド（２１、２５）は、前記第２レーザー放射線（ＬＳ２）を前記少なくとももう１つの第２放射線ガイド（２１、２５）に連結するために、前記第２レーザー放射線源（２０）と接続されている、請求項１に記載の接合装置（１）。
【請求項３】
前記連結装置（３０）は、前記第１および前記第２放射線ガイド（１１、２１、２５）の合計に相当する放射線ガイドのためのファイバー芯を有する多芯ファイバーを備え、前記ファイバー芯は、一方で前記第１および前記第２放射線ガイド（１１、２１、２５）の各放射線出力端と、他方で前記焦点調節装置（４０）とそれぞれ連結される、請求項１または２に記載の接合装置（１）。
【請求項４】
第１レーザー放射線源（１０）の出力調整と、第２レーザー放射線源（２０）の出力調整は区別される、請求項１から３のいずれか１項に記載の接合装置（１）。
【請求項５】
前記第１レーザー放射線源（１０）の出力調整は、焦点調整された前記第１レーザー放射線（ＬＳ１）により、両コンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）の接着に作用するよう定義される、請求項１から４のいずれか１項に記載の接合装置（１）。
【請求項６】
前記第２レーザー放射線源（２０）の出力調整は、焦点調整された前記第２レーザー放射線（ＬＳ２）により、表面前処理が、前記２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）の少なくとも１つに前記接合ゾーン（ＦＺ）で接合前処理として施されるよう定められている、請求項１から５のいずれか１項に記載の接合装置（１）。
【請求項７】
前記第２レーザー放射線源（２０）の出力調整は、焦点調整された第２レーザー放射線（ＬＳ２）により、前記２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）の少なくとも１つに前記接合ゾーン（ＦＺ）でコーティングの除去および／または溶接が接合前処理として施されるよう定められている、請求項１から６のいずれか１項に記載の接合装置（１）。
【請求項８】
少なくとも２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）をレーザー放射線を用いて接合する接合方法であって
前記２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）を、これらの接合のための接合ゾーン（ＦＺ）が決定されるよう配置するプロセスと、
第１レーザー放射線源（１０）が放射する第１レーザー放射線（ＬＳ１）の１つの焦点を、レーザー点（ＬＳ１’）で前記コンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）の接合ゾーン（ＦＺ）に合わせ、前記第１レーザー放射線（ＬＳ１）のレーザー点（ＬＳ１’）エリアで、熱注入により、前記２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）の接着を実現するプロセスと、
接合方向（ＦＲ）で、前記第１レーザー放射線（ＬＳ１）のレーザー点（ＬＳ１’）に対し、事前に第２レーザー放射線源（２０）が放射する第２レーザー放射線（ＬＳ２）の焦点の１つを、前記コンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）の接合ゾーン（ＦＺ）へ少なくとも１つのレーザー点（ＬＳ２’）で合わせ、前記第２レーザー放射線（ＬＳ２）の少なくとも１つのレーザー点（ＬＳ２’）エリアで、接合前処理が、前記２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）の少なくとも１つに前記接合ゾーン（ＦＺ）で施されるようにするプロセスと、
を備え、
前記第１レーザー放射線（ＬＳ１）および前記第２レーザー放射線（ＬＳ２）の焦点は、共通の光線経路を通じ、前記接合ゾーン（ＦＺ）へ合わせられることを特徴とする、接合方法。
【請求項９】
前記第２レーザー放射線（ＬＳ２）の少なくとも１つのレーザー点（ＬＳ２’）により、接合前処理として、表面前処理が、前記２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）の少なくとも１つに、前記接合ゾーン（ＦＺ）で施される、請求項８に記載の接合方法。
【請求項１０】
前記第２レーザー放射線（ＬＳ２）の少なくとも１つのレーザー点（ＬＳ２’）により、表面前処理として、コーティングの除去および／または溶接が、前記２つのコンポーネント（Ｂ１、Ｂ２）の少なくとも１つに、前記接合ゾーン（ＦＺ）で施される、請求項９に記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念に沿った接合装置ならびに請求項８の上位概念に沿った接合方法に関連するものである。
【０００２】
上記のような接合装置および接合方法としては独国特許出願第１０  ２００６  ０３８  ４２２号明細書によるものなどが知られている。本文書によれば、第１レーザー放射線源のレーザー放射線は、２つのコンポーネントの接着接合が、これが構成する接合ゾーンの１つで実施されるよう使用される。第２レーザー放射線源のレーザー放射線は、あらかじめ第１レーザー放射線源の接合方向で、もしくは接続ゾーンで事前調整され、両コンポーネントの予熱が接合前処理として実施されるよう使用される。別々のレーザー放射線源が放射する第１および第２放射線は、この際、それぞれの焦点調節装置およびレンズによって接着ゾーンに焦点を合わせるが、これは取付けに手間がかかる理由となる。
【０００３】
本発明はこの課題を根拠とし、請求項１の上位概念で定義する接合装置および請求項８の上位概念で定義する接合方法を、取付の手間が削減されるよう改善するものである。
【０００４】
これは請求項１の指定された箇所における特性を備えた接合装置、および請求項８の指定された箇所における特性を備えた接合方法で達成される。本発明の展開はそれぞれ添付の請求項で定義する。
【０００５】
本発明によれば、接合装置は少なくとも２つのコンポーネントをレーザー放射線に基づいて接合するために提供される。接合装置は事前に指定された出力調整を備えた第１レーザー放射線源、第１放射線ガイド、事前に指定された出力調整を備えた第２レーザー放射線源、１つ以上の第２放射線ガイド、および焦点調節器で構成される。
【０００６】
第１放射線ガイドは第１レーザー放射線源と接続し、第１レーザー放射線源が放射する第１レーザー放射線を第１放射線ガイドに連結する。１つ以上の第２放射線ガイドは第２レーザー放射線源と接続し、第２レーザー放射線源が放射する第２レーザー放射線を１つ以上の第２放射線ガイドに連結する。焦点調節器は第１および第２放射線ガイド（これらの各放射線出力端が望ましい）に連結し、第１および第２放射線が互いに離れて両コンポーネントの接合ゾーンに焦点を合わせられるよう調整される。
【０００７】
本発明による接合装置は、第１および第２レーザー放射線が共通の光線経路を通じて焦点を合わせ、連結装置が入力側で第１および第２放射線ガイド（これらの各放射線出力端が望ましい）と、出力側で焦点調節器と接続し、第１および第２レーザー放射線が調節装置の共通の光線経路へ連結するよう焦点調節器が調整される点を特徴とする。
【０００８】
本発明により、第１および第２レーザー放射線が共通の光線経路を通じて焦点を合わせられることにより、両レーザー放射線の焦点調整に別々の光線経路を設定する必要がなくなり、接合装置の取付の手間を削減することとなる。
【０００９】
焦点調節器には、第１および第２レーザー放射線の焦点調整に使用される単一のレンズが搭載されることが望ましい。レンズは単一の光線経路を定義し、その経路を通じて第１および第２レーザー放射線を同様に誘導し、互いに離れた複数の焦点を、両コンポーネントの接合ゾーンへと合わせることができる。
【００１０】
本発明の実施形態の１つにより、少なくとももう１つの第２放射線ガイドが搭載され、これが第２レーザー放射線源と接続され、第２レーザー放射線を少なくとももう１つの第２放射線ガイドに連結する。この方式で第２レーザー放射線を効果的に接合ゾーンで２つの作業点に配分することができる。
【００１１】
本発明の別の実施形態により、連結装置は、第１および第２放射線ガイドの合計に相当する、特に互いに並行して放射線ガイドに向かって走査するファイバー芯の数の多芯ファイバーを特徴とする。ファイバー芯は一方では第１および第２放射線ガイドの各放射線出力端と、他方では焦点調節器と連結される。言い換えれば、多芯ファイバーにおいて、第１および第２放射線ガイド（光ファイバー）が共通の光ファイバーケーブル（多芯ファイバー）に連結され、これが焦点調節器と連結される。
【００１２】
または、光ファイバーケーブルあるいは多芯ファイバーに適切なファイバー結合器を設置し、多芯ファイバー同様、複数の焦点を単一の光線経路、もしくは単一のレンズで構築することも可能である。
【００１３】
本発明のもう１つの実施形態により、第１レーザー放射線源の出力調整と、第２レーザー放射線源の出力調整は区別される。第１レーザー放射線源のレーザー放射出力は、第２レーザー放射線源のレーザー放射出力よりも強いことが望ましい。両レーザー放射線源の出力調整が異なることで、接合装置を用いた接合方法で効果的に様々な課題に対処することができる。
【００１４】
第１レーザー放射線源の出力調整は、焦点を合わせた第１レーザー放射線で、両コンポーネントを熱注入によって接着させられるよう定められていることが望ましい。一方、第２レーザー放射線源の出力調整は、焦点を合わせた第２レーザー放射線で、表面の前処理を、接合ゾーンの両コンポーネントのうち少なくとも１つに、接合前処理として行えるよう定められていることが望ましい。特に、第２レーザー放射線源の出力調整は、焦点を合わせた第２レーザー放射線で、接合ゾーンの両コンポーネントのうち少なくとも１つに、コーティングの除去および／または溶接を接合前処理として行えるよう定義される。第２レーザー放射線源の出力調整は、焦点を合わせた第２レーザー放射線で、接合前処理が両コンポーネントで同時に作用するよう定義されることが望ましい。
【００１５】
この方式で、パネルのようなコーティング加工されたコンポーネント、特に溶解亜鉛めっきを施したコンポーネントのレーザー接合を、効果的に、確実なプロセスで実施することが可能となる。従来のレーザーを基礎とした接合装置では、コーティング加工されたコンポーネントの接合で、はねや気孔、接着ミス、粗いシーム表面といった特徴的な欠陥箇所がこれまでに見られた。特に溶解亜鉛めっきを施したコンポーネントのレーザー溶接においては、プロセスウィンドウの収縮や接合ゾーンの溶接シームの不均一な端接着などが確認されている。レーザー放射線接合を優れた品質で実現するこれまでになかった手段は、自動車のボディシェルなどに適しており、自動車のボディシェルなどにおける溶解亜鉛めっき加工されたコンポーネント（パネルなど）への導入に対処するものとなる。
【００１６】
本発明による接合装置は、第１レーザー放射線に基づくコンポーネントの接着における実質的な接合方法の他、第２レーザー放射線によるコンポーネント表面特性を変化させるためのコンポーネント表面の放射を実施することができ、コーティング加工されたコンポーネントのレーザー接合で生じる問題を効果的に解決することが可能である。
【００１７】
本発明の接合装置を使用し、第２レーザー放射線による、接合ゾーンエリアでのコンポーネントのコーティングの溶接および／または選択的除去（特に亜鉛コーティング表面）が可能となる。第２レーザー放射線の焦点を、この接合前処理が一列で、実質的な接合方法を第１レーザー放射線で直接走査して実施するよう接合ゾーンに合わせると、生じる接合シームの品質を効果的に向上させることができる。
【００１８】
第１レーザー放射線のコンポーネントへ事前に注入された熱により、特にレーザー溶接において、極めて高い溶接への充填量、およびコンポーネントへの溶接のより大きな結合路を実現する。結果として、一般的にレーザー出力やコンポーネント注油のばらつきといった障害に対するレーザーに基づく接合方法の敏感性を軽減し、確実なプロセスで、溶解亜鉛めっき加工またはその他のコーティング加工コンポーネントのレーザーに基づく接合を可能にする。
【００１９】
本発明により、接合方法も、少なくとも２つのコンポーネントのレーザー放射線を用いた接合のために提供される。この接合方法は、前述の本発明の実施形態の１つ、複数、またはすべてに従った接合装置の使用のもと、考えうるあらゆる組み合わせにおいて、実現または実施されることが望ましい。繰り返しを避けるため、ここでは、本発明による接合方法に、本発明による接合装置が上記のとおり示すものと同様の利点および選択肢が適用されることを確認する。
【００２０】
この接合方法は、接合する接合ゾーンを定義する両コンポーネントの配置するプロセスと、第１レーザー放射線源が放射する第１レーザー放射線の焦点をコンポーネントの接合ゾーンのレーザー点に合わせ、第１レーザー放射線のレーザー点エリアで両コンポーネントの接着が熱注入により達成されるよう調整するプロセスと、接合方向で第１レーザー放射線のレーザー点に、第２レーザー放射線源の１つが放射する第２レーザー放射線の焦点を、少なくとも１つのレーザー点でコンポーネントの接合ゾーンに事前に合わせ、第２レーザー放射線の少なくとも１つのレーザー点エリアで、接合ゾーンの両コンポーネントの少なくとも１つに接合前処理が施されるよう調整するするプロセスと、を備える。
【００２１】
本発明による接合方法は、第１レーザー放射線および第２レーザー放射線の焦点を、共通の光線経路を通じて接合ゾーンに合わせるという点が特徴である。
【００２２】
本発明の実施形態の１つに従って、第２レーザー放射線の少なくとも１つのレーザー点により、接合前処理として、接合ゾーンの両コンポーネントのうち少なくとも１つで、表面前処理が行われる。第２レーザー放射線の少なくとも１つのレーザー点により、表面前処理として、接合ゾーンの両コンポーネントの少なくとも１つに、コーティングの除去および／または溶接を実施することが望ましい。
【００２３】
本発明の別の実施形態に従って、接合方法には、溶解めっき（および他のコーティング材質）のレーザー接合を可能にし、多芯ファイバー、特に三芯ファイバーの使用により、接合ゾーンの選択的放射を接合方法に先立って直接実現する、はんだ付けまたは溶接プロセスを含む。二芯、三芯、または複数芯を含む多芯ファイバーにより、複数の光ファイバーを１つの光ファイバーケーブルに連結することが可能となる。これにより、複数のレーザー放射線源から生じるレーザー放射線を、単一レンズを使用して構築することができ、接合前処理、とりわけ亜鉛コーティングの除去および／または溶接を、はんだ付け、あるいは溶接プロセスに組み込むことが可能となる。両レーザー放射線に対してレンズを１つしか必要としないため、従来のレンズおよび設備を、本発明に従った修正を行った後も、継続して使用することができる。表面前処理は一列で実施するため、作業ステーションの追加は不要である。
【００２４】
とりわけ三芯などの多芯ファイバーは、複数（３つなど）のレーザー放射線の誘導に使用し、多芯ファイバーにより１つの市販レンズに取り付ける。これにより、溶解めっき加工されたパネルなどのプロセス調整を実施することが可能となり、既存の溶接レンズを継続して使用することができる。接合するコンポーネントには、複数のレーザー点、特に３つのレーザー点を、様々なレーザー放射線源から構築する。
【００２５】
このようにして、３焦点溶接などを、一列に配置した表面前処理、およびこれに続いて配置した溶接と組合わせて実現することができる。利点として、表面前処理、とりわけコンポーネントのコーティングの除去および／または溶接に使用する第２レーザー放射線を、１つの溶接ワイヤで接合ゾーンのコンポーネントの表面の両側に誘導することができる。
【００２６】
接着または溶接に使用する第１レーザー放射線は、この際、第２レーザー放射線の後で接続ゾーンに誘導される。
【００２７】
接着または溶接には、一貫して放射される第１レーザー放射線源が設定されることが望ましい。コンポーネントの表面前処理または表面特性の変更には、パルス放射線および一貫して放射される第２レーザー放射線源を設定することができる。
【００２８】
本発明は請求項を明確に引用した特性の組合わせによらない実施形態にも展開され、これは技術的に妥当である限り、本発明の明示する特性により、自由に相互に組合わせることができる。
【００２９】
以下に望ましい実施形態に基づいた、添付の図に関連する本発明を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は本発明の実施形態の１つに従った接合装置の横から見た概略図である。
【図２】図２は図１の接合装置の焦点調節器を上から見た概略図である。
【図３】図３は図１の接合装置で放射した２つのコンポーネントの接合ゾーンの１つの斜視図である。
【００３１】
以下に図１から図３に関連し、少なくとも２つのコンポーネントＢ１、Ｂ２（図３を参照）のレーザーに基づく接合のための接合装置１、および本発明の実施形態に従った接合装置１を使用する接合方法を記述する。ここに記述する接合装置１の実施形態に従い、これは両コンポーネントＢ１、Ｂ２のレーザーに基づく接合溶接のために調整される。
【００３２】
図３に示すとおり、両コンポーネントＢ１、Ｂ２は、それぞれ、コンポーネントＢ１、Ｂ２の接合のために、ストライプ状の接合ゾーンＦＺが構築されるよう、互いに配置される。接合ゾーンＦＺは両コンポーネントＢ１、Ｂ２の相互に突き合わせた境界端などによって構築することができる。その他、接合ゾーンＦＺの両コンポーネントＢ１、Ｂ２の境界端は、隅肉溶接のための隅肉を定義することができる。
【００３３】
既存の実施形態では、両コンポーネントＢ１、Ｂ２はそれぞれ車体のボディシェルを構築し、一方で両コンポーネントＢ１、Ｂ２は腐食保護のために全体的に溶融亜鉛めっき処理がなされる。すなわち、各コンポーネントＢ１、Ｂ２に、溶融亜鉛めっきにより、亜鉛コーティングが施される。
【００３４】
図１から図３に示すとおり、接合装置１は第１レーザー放射線源１０、第１放射線ガイド１１、第２レーザー放射線源２０、第２放射線ガイド２１、２５の一組、連結装置３０、焦点調節用の焦点調節装置４０、溶接ワイヤ５１および保護ガス（図示なし）を接合ゾーンＦＺに誘導するための補助材質誘導装置５０を含む。
【００３５】
第１放射線ガイド１１は第１レーザー放射線源１０と接続し、第１レーザー放射線源１０が放射する第１レーザー放射線ＬＳ１により、第１放射線ガイド１１に連結される。両第２放射線ガイド２１、２５はそれぞれ第２レーザー放射線源２０と接続し、第２レーザー放射線源２０が放射する第２レーザー放射線ＬＳ２により、両第２放射線ガイド２１、２５にそれぞれ連結される。第１および第２放射線ガイド１１、２１、２５は、互いに分離した光ファイバーなどとして形成される。
【００３６】
連結装置３０は入力側で第１および第２放射線ガイド１１、２１、２５の各放射線出力端（別途図示なし）と、出力側で焦点調節装置４０と接続され、第１および第２レーザー放射線ＬＳ１、ＬＳ２を焦点調節装置４０に誘導する。
【００３７】
焦点調節装置４０は、連結装置３０を通じて第１および第２放射線ガイド１１、２１、２５の各放射線出力端に連結され、第１および第２レーザー放射線ＬＳ１、ＬＳ２の焦点調整に使用されるレンズを１つ（別途図示なし）を含む。焦点調節装置４０のレンズは第１および第２レーザー放射線ＬＳ１、ＬＳ２を同様に誘導する単一の光線経路を定義し、複数の互いに離れた焦点を両コンポーネントＢ１、Ｂ２の接合ゾーンＦＺに調整することができる。
【００３８】
連結装置３０は、第１および第２放射線ガイド１１、２１、２５の合計に相当する、放射線ラインに向けて互いに並行に走査するファイバー芯（別途図示なし）の数の多芯ファイバーを特徴とする。言い換えれば、多芯ファイバーでは、第１および第２放射線ガイド１１、２１、２５（光ファイバー）が共通の光ファイバーケーブル（多芯ファイバー）に連結される。
【００３９】
多芯ファイバーのファイバー芯は、一方で第１および第２放射線ガイド１１、２１、２５の放射線出力端と、他方で焦点調節装置４０とそれぞれ連結される。結果として、連結装置３０は、第１および第２レーザー放射線ＬＳ１、ＬＳ２が焦点調節装置４０のレンズの共通の光線経路へ連結されるよう調整される。
【００４０】
第１レーザー放射線源１０の所定の出力調整、および第２レーザー放射線源２０の所定の出力調整は、互いに区別されるよう定義される。ここに記述する接合装置１の実施形態では、第１レーザー放射線源１０のレーザー放射線出力は、第２レーザー放射線源２０のレーザー放射線出力よりも大きくなる。
【００４１】
正確には、第１レーザー放射線源１０の出力調整は、焦点調整された第１レーザー放射線ＬＳ１で、熱注入により、両コンポーネントＢ１、Ｂ２の接着が実施されるように定義される。言い換えると、第１レーザー放射線源１０は接合放射線源として機能し、両コンポーネントＢ１、Ｂ２の接合の際、補助材質誘導装置５０によって誘導された溶接ワイヤ５１が融解し、接合ゾーンＦＺにある両コンポーネントＢ１、Ｂ２の境界端において、少なくとも溶接ワイヤ５１の融解ゾーンで溶接温度に達するまで加熱される。
【００４２】
これに対し第２レーザー放射線源２０の出力調整は、焦点調整された第２レーザー放射線ＬＳ２により、両コンポーネントＢ１、Ｂ２への接合ゾーンＦＺでの表面前処理が、接合前処理として実施されるよう定義される。ここで記述する接合装置１の実施形態では、第２レーザー放射線源２０の出力調整は、焦点調整された第２レーザー放射線ＬＳ２により、溶融亜鉛めっき処理でそれぞれコンポーネントＢ１、Ｂ２に接続ゾーンＦＺで表面前処理として施された亜鉛コーティングの除去および／あるいは溶接が行われるよう定義される。
【００４３】
以下に上記の本発明に従った接合装置１の構造に関連し、接合装置１を用いた両コンポーネントＢ１、Ｂ２のレーザー放射線による接合にかかる接合方法を記述する。
【００４４】
接合方法に従い、まず接合装置１の設置箇所に、図３で示すとおり、両コンポーネントＢ１、Ｂ２が、接合のためにストライプ状の接合ゾーンＦＺを定義するよう互いに配置する。それから補助材質誘導装置５０が溶接ワイヤ５１および保護ガスの誘導用に接合ゾーンＦＺに斜めに配置される。
【００４５】
この他、第１および第２レーザー放射線源１０、２０を接続ゾーンＦＺに装備し、操作する。ここで、第１レーザー放射線ＬＳ１および第２レーザー放射線ＬＳ２の焦点は、焦点調節装置４０のレンズの共通の光線経路を通じて、接続ゾーンＦＺに合わせられる。
【００４６】
正確には、第１レーザー放射線源１０によって放射されるレーザー点ＬＳ１’（直径が約３．２ｍｍなどのもの）の第１レーザー放射線ＬＳ１の焦点を、コンポーネントＢ１、Ｂ２のストライプ状の接合ゾーンＦＺの中心あたりで合わせ、第１レーザー放射線ＬＳ１のレーザー点ＬＳ１’エリアで、熱注入により、両コンポーネントＢ１、Ｂ２の接着を実現する。この際、第１レーザー放射線ＬＳ１のレーザー点ＬＳ１’エリアで、補助材質誘導装置５０によって誘導された溶接ワイヤ５１を溶融し、両コンポーネントＢ１、Ｂ２の境界端を溶接温度に達するまで加熱する。
【００４７】
接合方向ＦＲで、所定の距離、または事前配置された第１レーザー放射線ＬＳ１のレーザー点ＬＳ１’に対し、第２レーザー放射線源２０が放射する第２レーザー放射線ＬＳ２の焦点を、２つの互いに離れたレーザー点ＬＳ２’で、コンポーネントＢ１、Ｂ２の接合ゾーンＦＺに合わせ、第２レーザー放射線ＬＳ２の両レーザー点ＬＳ２’エリアで、接合前処理として、両コンポーネントＢ１、Ｂ２への表面前処理を、接合ゾーンＦＺで実施する。表面前処理においては、後続のレーザー点ＬＳ１’の直径に対し小さい直径である第２レーザー放射線ＬＳ２の両レーザー点ＬＳ２’により、亜鉛コーティングが両コンポーネントＢ１、Ｂ２に接続ゾーンＦＺで施される。
【００４８】
こうして、いわゆる３焦点溶接を、先に一列で行った表面前処理および後続の溶接と合わせて実現する。図３で示すとおり、表面前処理、とりわけ亜鉛コーティングの除去および／または溶接で使用した第２レーザー放射線ＬＳ２を、溶接ワイヤ５１の両側を越えて接合ゾーンＦＺにあるコンポーネントＢ１、Ｂ２の表面に誘導する。接着または溶接に使用した第１レーザー放射線ＬＳ１は、後続する第２レーザー放射線ＬＳ２で接合ゾーンＦＺに誘導される。
【００４９】
接着または溶接には、一貫して放射される第１レーザー放射線源１０の導入が望ましい。コンポーネントＢ１、Ｂ２の表面前処理または表面特性の変更には、パルス放射線および一貫して放射される第２レーザー放射線源２０を設定することができる。
【００５０】
本発明により、レーザー接合、とりわけコーティングまたは溶融亜鉛めっき処理がなされたコンポーネント（特にパネル）のレーザー溶接を、確実なプロセスで実施することができる。従来のシステムでは、溶融亜鉛めっき処理がなされたコンポーネントのレーザー溶接などにおいて、プロセスウィンドウの収縮や接合ゾーンＦＺの溶接シームの不均一な端接着など、特徴的な欠陥箇所の発生が確認されている。本発明による、コンポーネントＢ１、Ｂ２の溶接ワイヤ５１を使用した接着システムは、コンポーネント表面の放射が前もって行われることで、コンポーネントＢ１、Ｂ２の表面特性の変更を可能にする。
【００５１】
とりわけ、本発明により、接合ゾーンＦＺエリアでのコーティング（特に亜鉛コーティング表面）の溶接および／または選択的除去が可能となる。一列で、接合前処理に先立って行われる接合方法により、生じる接合シームの品質が向上する。事前にコンポーネントＢ１、Ｂ２に注入される熱により、溶接の際、極めて高い溶接への充填量、およびコンポーネントＢ１、Ｂ２への溶接のより大きな結合路を実現する。結果として、レーザー出力やコンポーネント注油のばらつきといった障害に対するレーザーに基づく接合方法の敏感性を軽減し、確実なプロセスで、溶解亜鉛めっき加工またはその他のコーティング加工コンポーネントのレーザーに基づく接合を可能にする。
【符号の説明】
【００５２】
１  接合装置
１０  第１レーザー放射線源
１１  第１放射線ガイド
２０  第２レーザー放射線源
２１  第２放射線ガイド
２５  第２放射線ガイド
３０  連結装置
４０  焦点調節装置
５０  補助材質誘導装置
５１  溶接ワイヤ
Ｂ１  コンポーネント
Ｂ２  コンポーネント
ＦＲ  接合方向
ＦＺ  接合ゾーン
ＬＳ１  第１レーザー放射線
ＬＳ１’  レーザー点
ＬＳ２  第２レーザー放射線
ＬＳ２’  レーザー点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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