DE1565865B1

DE1565865B1 - Energy beam welding and cutting process

Info

Publication number: DE1565865B1
Application number: DE19661565865
Authority: DE
Inventors: Steigerwald Dipl-Ph Karl-Heinz
Original assignee: Individual
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1966-05-14
Filing date: 1966-05-14
Publication date: 1970-10-22
Also published as: DE1615443C2; DE1615443B1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Energiestrahl-Schweiß- stückdicke durchschweißen und einen überschüssigen und Schneidverfahren. Strahlanteil auf der der Strahlquelle abgewandtenThe invention relates to a weld through an energy beam workpiece thickness and an excess and cutting method. Beam portion on the one facing away from the beam source

Es ist bekannt, mit Energiestrahlen, insbesondere Seite des Werkstücks austreten lassen. Dabei tritt ein Ladungsträgerstrahlen wie z. B. Elektronenstrahlen, hoher Materialverlust auf, und besonders in den Werkstücke zu bearbeiten, beispielsweise zu schnei- 5 unteren Bereichen der Schweißnaht können unkonden, zu schweißen, zu bohren, zu fräsen usw. Dabei trollierbare Spalte entstehen.It is known to let out with energy beams, in particular the side of the workpiece. This occurs Charge carrier beams such as B. electron beams, high material loss, and especially in the To process workpieces, for example to cut the 5 lower areas of the weld seam can condense, to weld, drill, mill, etc. This creates trollable gaps.

ist es besonders beim Schweißen und Schneiden Die bei dem bekannten Verfahren der Strahl-Tiefmetallischer Werkstücke von verhältnismäßig großer schweißung grundsätzlich erforderliche Überhitzung Dicke schwierig, eine ausreichende Eindringtiefe des des Materials bedingt einen trotz der gegenüber anbearbeitenden Energiestrahles zu erzielen. Zur Be- io deren bekannten Schweißverfahren bereits verringerhebung dieser Schwierigkeit beim Schweißen ist es ten Energiezufuhr noch unnötig hohen Energieaufbekannt, einen scharf gebündelten Strahl zu verwen- wand. Noch wesentlich nachteiliger sind jedoch die den und dessen Leistungsdichte so hoch zu wählen, infolge des Eindringmechanismus beim Einbohren daß der Strahl an der Auftreffstelle unter Aufschmel- des Strahls auftretenden Begleiterscheinungen, inszen und Verdampfen des Werkstoffes eine Bohrung 15 besondere die erforderlichen Werkstoffbewegungen im Werkstück erzeugt, durch welche die Strahlen- aus der Schweißzone heraus und innerhalb der energie tief in das Werkstück eindringt. Die Anwen- Schweißzone sowie die Folgen der Werkstoffüberdung dieser Technik beim Schweißen ist als Strahl- hitzung und Verdampfung.it is especially when welding and cutting Die in the known method of the beam deep metal Workpieces with a relatively large weld generally require overheating Thickness difficult, a sufficient penetration depth of the material requires a despite the opposite To achieve energy beam. In terms of their known welding processes, there is already a reduction in the survey to this difficulty in welding, the energy supply is still known to be unnecessarily high to use a sharply focused beam. However, they are even more disadvantageous to choose the and its power density so high, due to the penetration mechanism when drilling that the beam at the point of impact, with the melting of the beam, stage accompanying phenomena and evaporation of the material a hole 15 special the necessary material movements generated in the workpiece, through which the radiation from the welding zone and within the energy penetrates deep into the workpiece. The application welding zone as well as the consequences of the material covering This technique in welding is called beam heating and evaporation.

Tiefschweißung bekanntgeworden. Bei einer ganzen Der Werkstoff wird beim Eindringen des StrahlsDeep welding became known. At a whole the material is when penetrating the beam

Reihe von Werkstoffen ist es mit dieser Technik 20 geschmolzen und, solange der Strahl das Werkstück möglich geworden, besonders schmale Schweißnähte nicht durchdrungen hat, nach oben als Wulst aus der zu erzeugen, deren technische Eigenschaften besser Eindringzone herausgedrückt. Wenn der Strahl das sind als bei Schweißnähten, die mit anderen bekann- Werkstück durchdringt, beginnt eine entsprechende ten Schweißverfahren erzeugt werden. Dies beruht Werkstoffbewegung im Bereich der Strahlaustrittsim wesentlichen darauf, daß beim Strahl-Tiefschwei- 35 stelle in Strahlrichtung, die nicht nur zum Herausßen der Energiebedarf pro verschweißte Flächenein- quellen des Werkstoffs führt, sondern auch zum Herheit geringer ist als bei den herkömmlichen Schweiß- ausschleudern von Schmelze aus der Schweißnaht, verfahren. Die bei jedem Schweißverfahren auftreten- Das Herausschleudern rindet unter der Einwirkung den Reaktionen von Werkstoff und Werkstück, ins- des hohen Dampfdrucks vorwiegend in Strahlrichbesondere Verzug, Schrumpfung, Ausquellen und 30 rung, aber im oberen Schweißnahtbereich auch gegen Verspritzen von Schmelze aus der Schweißnaht, die Strahkichtung statt.A number of materials are melted using this technique 20 and as long as the beam hits the workpiece has become possible, particularly narrow weld seams has not penetrated, upwards as a bead from the to produce the technical properties of which better penetration zone is pressed out. If the beam that are than with weld seams, which penetrates with other known workpiece, a corresponding begins th welding process can be generated. This is based on material movement in the area of the beam exit essential to the fact that in the case of deep-beam welding, the point in the direction of the beam is not just for cutting out the energy requirement per welded surface swelling of the material leads, but also to the herheit is lower than with the conventional weld ejection of melt from the weld seam, procedure. Which occur with every welding process- The hurling out rinds under the influence the reactions of material and workpiece, especially high vapor pressure, especially in the jet direction Warpage, shrinkage, swelling and erosion, but also against in the upper weld seam area Splashing of melt from the weld seam, the jet direction takes place.

mechanische Spannungen, thermisch bedingte An- Es tritt also ein Werkstoffverlust auf, der zumechanical stresses, thermally induced occurrences

derungen der Werkstoffstruktur und -zusammen- Schrumpfungen des Werkstücks führt oder, wenn das setzung usw. sind infolgedessen bei Anwendung des Werkstück nicht ausreichend nachgeben kann, die Strahl-Tiefschweißens erheblich geringer als bei an- 35 Ausbildung von Hohlräumen und besonders an der deren bekannten Schweißverfahren. Wurzel der Schweißnaht gefährliche Kerben ver-Changes in the material structure and shrinkage of the workpiece or, if that As a result, settlement etc. are not able to yield sufficiently when the workpiece is used Deep beam welding is considerably less than with other cavities and especially with the their known welding processes. At the root of the weld seam

Beim Strahltiefschweißen in der hier geschilderten ursacht. Dieser Vorgang wird im allgemeinen noch Form müssen jedoch auch Nachteile in Kauf ge- wesentlich durch den Umstand gefördert, daß der nommen werden, die in vielen Fällen eine technisch aus dem Nahtbereich herausgequollene Werkstoff zu einwandfreie und reproduzierbare Ausführung der 40 schnell erstarrt, um bei dem mit der Relativbewegung Schweißung erschweren oder sogar unmöglich zwischen Strahl und Werkstück einhergehenden Mitmachen. Ein grundsätzlich nicht vermeidbarer und wandern der Bohrung in den offenen Nahtbereich schwerwiegender Nachteil des bekannten Strahltief- zurückfließen zu können. Dadurch ist es erklärlich, Schweißens besteht darin, daß das Material an der daß dieHerstellung fehlerfreier Schweißverbindungen Auftreffstelle weit über seinen Schmelzpunkt hinaus 45 nach der bekannten Methode des Strahltiefschweißens erhitzt werden muß, um einen für das Öffnen und keineswegs ausreichend sicher ist. Diese Methode Offenhalten des Eindringkanals ausreichenden führt nur nach einem empirisch gefundenen Kompro-Dampfdruck zu erhalten. Dieser Dampfdruck muß miß aller Schweißparameter in einem begrenzten Geum so größer sein, je geringer der Strahldurchmesser biet von Anwendungsfällen zum gewünschten Er- und je größer die Eindringtiefe ist, da er der Ober- 50 folg und ist auch hier noch empfindlich von geringen flächenspannung der den Eindringkanal umgebenden Abweichungen der Schweißbedingungen abhängig. Schmelze und dem Druck ihrer Flüssigkeitssäule Dabei erfordern die einzuhaltenden Bedingungen oft entgegenwirken muß. Deshalb ist es in den meisten Maßnahmen, die kostspielig oder in anderem Sinne technisch interessanten Fällen erforderlich, Strahl- unpraktisch sind.In the case of deep beam welding, the cause described here. This process is generally still going on Form must, however, also have disadvantages in purchase, essentially promoted by the fact that the which in many cases is a material that has technically swelled out of the seam area flawless and reproducible execution of the 40 quickly solidified in order to with the relative movement Making welding difficult or even impossible between the beam and the workpiece. A fundamentally unavoidable and wander the hole into the open seam area serious disadvantage of being able to flow back the well-known jet deep. This explains why Welding consists in that the material to which the production of defect-free welded joints The point of impact far beyond its melting point 45 using the known method of deep beam welding has to be heated in order for one to open and is by no means sufficiently safe. This method Keeping the penetration channel open enough only leads to an empirically found compro vapor pressure to obtain. This vapor pressure must measure all welding parameters in a limited area the larger the smaller the beam diameter offers of applications to the desired result. and the greater the depth of penetration, the greater the success, and even here it is still sensitive to the slightest surface tension of the deviations in the welding conditions surrounding the penetration channel. The melt and the pressure of its liquid column often require the conditions to be met must counteract. This is why it is in most measures that are costly or otherwise technically interesting cases are required, beam- are impractical.

leistungsdichten zu wählen, die den zu schweißenden 55 Die Überhitzung des Werkstoffs erzeugt natur-Werkstoff auf Temperaturen weit über den Schmelz- gemäß Neigung zu Hohlraum- und Porenbildung. Sie punkt und die an sich für die Herstellung der beeinflußt aber darüber hinaus die metallurgischen Schweißverbindung ausreichenden und erwünschten Vorgänge in äußerst schädlicher Weise. Insbesondere Werte hinaus überhitzen. Diese Überhitzungserschei- begünstigt sie eine starke Veränderung der Werknungen sind im allgemeinen im oberen Bereich der 60 Stoffzusammensetzung und -struktur. Entlang des im Schweißnaht am stärksten, so daß bei dem bekannten Werkstück verlaufenden Strahls tritt dabei eine weit-Strahl-Tiefschweißen vorwiegend keilförmige, in gehend unkontrollierbare Temperaturverteilung auf, Strahlrichtung spitz auslaufende Schweißnahtquer- die im allgemeinen nicht dem im schweißtechnischen schnitte entstehen. Will man mit dem bekannten Sinne gewünschten Verlauf entspricht. Die Tempera-Strahl-Tiefschweißverfahren annähernd rechteckige 65 turverteilung ist vorwiegend vom Bohrvorgang und oder nur schwach keilförmige Schweißnahtquer- der dabei in den verschiedenen Bohrtiefen erfolgenschnitte erzielen, so muß man mit noch weiter ge- den Energieabsorption aus dem Strahl abhängig, steigertem Leistungsüberschuß die gesamte Werk- Durch Vorgabe einer bestimmten EnergieverteilungSelect power densities that match the 55 Overheating of the material creates natural material to temperatures well above the enamel, according to the tendency to form cavities and pores. she point and that in itself for the production of the influences but beyond that the metallurgical Weld joint sufficient and desirable operations in an extremely harmful manner. In particular Overheat values. This overheating barrier enables you to change the workings significantly are generally in the upper range of the 60 composition and structure of matter. Along the im Weld seam strongest, so that in the case of the known workpiece running beam, a far-beam deep-penetration welding occurs Mainly wedge-shaped, in going uncontrollable temperature distribution on, beam direction tapering to a point weld seam cross-which in general not that in welding technology cuts arise. If one wants to correspond to the desired course with the known sense. The tempera jet deep welding process approximately rectangular 65 ture distribution is predominantly from the drilling process and or only slightly wedge-shaped weld seam cross-cuts in the various drilling depths to achieve, one has to depend on the energy absorption from the beam with still further, increased power surplus the entire work by specifying a certain energy distribution

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im Strahl läßt sich hierauf nur begrenzt Einfluß wandert. Dies kann in folgender Weise erklärt wernehmen. den: Wenn beispielsweise die öffnung eine in der Be-Die beschriebene Schwierigkeit, daß bei dem be- arbeitungsbahn mechanisch hergestellte Bohrung ist, kannten Energiestrahl-Schweißen das Schweißergeb- wird durch die Einführung des entsprechend einnis stark von der genauen Einhaltung bestimmter 5 gestellten Strahls das in den Wandbereichen der Bohempirischer Schweißparameter abhängt, soll nach rung liegende Werkstückmaterial geschmolzen und einem bekannten Verfahren in der Weise überwun- bildet eine flüssige Schicht auf den nicht geschmolden werden, daß der Strahl in Richtung der Schweiß- zenen, einen größeren Abstand von der Bohrung aufnaht periodisch vor und zurück bewegt wird, wobei weisendsn Materialbereichen. Diese flüssige Schicht nach jedem derartigen Vor- oder Rückwärtsschritt io behält durch ihre Adhäsion an den nicht geschmolein Schweißvorgang stattfindet, und die Intensität des zenen Materialbereichen im wesentlichen ihre Form. Strahls so eingestellt wird, daß er in die Schweißnaht Wenn nun der Strahl in der vorgesehenen Bearbeinur bis zu einem Teil ihrer Gesamttiefe einzudringen tungsbahn weitergeführt wird, tritt eine bevorzugte vermag. Bei diesem Pilgerschrittverfahren wird an Erhitzung des in der Wanderungsrichtung des Strahls jeder Schweißstelle zweimal geschweißt, wobei beim 15 liegenden Wandbereichs der Öffnung ein, die zu einer ersten Schweißvorgang das Material nur bis zu einem Verdickung der hier geschmolzenen Materialschicht Teil der Nahttiefe verschmolzen und eine obere im Vergleich zu den übrigen Wandbereichen führt. Schweißraupe gebildet wird, während beim zweiten Dieser Vorgang bewirkt vorwiegend eine Veränderung Schweißvorgang, der mit praktisch derselben Strahl- des Kräftegleichgewichts, das durch die in Schnittintensität ausgeführt wird wie der erste Schweißvor- 20 ebenen senkrecht zur Öffnungsachse vorhandene gang, bis zur gesamten Nahttiefe durchgeschweißt Symmetrie der Oberflächenspannung der die Loch- und auf beiden Seiten der Naht je eine Schweißraupe wände bedeckenden Schmelze bedingt ist. Die dabei gebildet werden soll. frei werdenden Kräfte treiben die Schmelze in zweiThere is only limited influence on this in the beam. This can be explained in the following way. den: If, for example, the opening has a problem described in the Be-Die, that the machining path is a mechanically produced bore, Known energy beam welding, the welding result is achieved through the introduction of the corresponding Einnis strongly on the exact observance of certain 5 posed ray that in the wall areas of the Bohempirischer Depending on the welding parameters, the workpiece material lying on the ground should be melted and A known method in such a way overcomes forms a liquid layer on the not melted be that the beam in the direction of the welding scene, a greater distance from the bore periodically moved back and forth, pointing towards the material areas. This liquid layer after each such forward or backward step, io retains its adhesion to the not melted Welding process takes place, and the intensity of the zenen material areas essentially their shape. Beam is set so that it enters the weld seam. If the beam is in the intended machining only penetration is continued up to a part of its total depth, a preferred occurs able. This pilgrim step method involves heating the in the direction of travel of the beam welded twice at each welding point, with the 15 lying wall area of the opening leading to a first welding process the material only up to a thickening of the material layer melted here Part of the seam depth is fused and leads to an upper part compared to the other wall areas. Weld bead is formed, while the second This process mainly causes a change Welding process with practically the same beam of force equilibrium that is caused by the cutting intensity is carried out like the first welding planes present perpendicular to the opening axis passage, welded through to the entire depth of the seam, symmetry of the surface tension of the hole and on both sides of the seam a weld bead is required to cover the walls. The one with it should be formed. The forces that are released drive the melt in two

Bei diesem bekannten Verfahren bleibt jedoch symmetrisch zur Fläche der Strahlwanderung in entgrundsätzlich der Mechanismus des normalen Tief- 25 gegengesetzter Richtung verlaufenden Strömungen Schweißens bestehen, d. h., es muß der Eindring- um den Strahl herum zu den dünneren Schmelzkanal vom Strahl durch Verdampfung von Werk- schichten hin, um so die Gleichheit der die Öffnungsstückmaterial geschaffen und offen gehalten werden. wände benetzenden Dicken der Schmelzschichten Die beschriebenen nachteiligen Folgen der dazu not- und damit das Kräftegleichgewicht wiederherzustelwendigen starken Überhitzung sind somit unverändert 30 len. Auf diese Weise wandert die Bohrung mit dem vorhanden. Im übrigen ist das beschriebene bekannte Strahl in gleicher Richtung und Geschwindigkeit Verfahren auch wegen der verhältnismäßig kompli- durch das Werkstück.In this known method, however, the beam migration remains symmetrical to the surface the mechanism of normal low-flow currents running in opposite directions Welding, d. that is, the penetration around the beam must lead to the thinner melt channel from the jet through evaporation of work layers, so as to ensure the equality of the opening piece material created and kept open. wall-wetting thicknesses of the enamel layers The described disadvantageous consequences of the necessary and thus the need to restore the equilibrium of forces strong overheating are therefore unchanged at 30 len. In this way the hole migrates with the available. Otherwise, the known jet described is in the same direction and speed Process also because of the relatively complex nature of the workpiece.

zierten Strahlbewegung und Strahlsteuerung proble- Erfindungsgemäß empfiehlt es sich, die Form deradorned beam movement and beam control proble- According to the invention, it is recommended that the shape of the

matisch. Öffnung und den Strahlverlauf derart aneinander an-matic. The opening and the beam path in such a way

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe 35 zupassen, daß in jedem senkrecht zur StrahlrichtungThe present invention has the object 35 to adjust that in each one perpendicular to the beam direction

gestellt, ein Verfahren zum Schweißen und Schnei- genommenen Querschnitt ein für das Aufschmelzenprovided a method for welding and cutting a cross-section for melting

den von Werkstücken mittels Energiestrahlen, ins- der Wände in einer gewünschten Dicke senkrecht zurthat of workpieces by means of energy beams, in particular walls in a desired thickness perpendicular to the

besondere ein Elektronenstrahl-Schweißverfahren, zu Strahlrichtung erforderlicher Anteil der Strahlleistungin particular an electron beam welding process, proportion of the beam power required for beam direction

schaffen, das besonders vorteilhaft auch bei großen von den Wänden absorbiert wird. Auf diese Weisecreate that is particularly advantageously absorbed by the walls, even with large ones. In this way

und insbesondere größeren als bisher mit dem be- 40 kann eine vorgegebene, beispielsweise gleichmäßigeand in particular larger than previously with the loading 40, a predetermined, for example uniform

kannten Strahltiefschweißen erreichbaren Werkstoff- Verteilung der Strahlenenergie über die gesamte Tiefeknown deep beam welding achievable material distribution of the beam energy over the entire depth

dicken anwendbar ist und dabei die geschilderten und der Bearbeitungsstelle sichergestellt werden,thickness is applicable and the described and the processing point are ensured,

andere Nachteile des bekannten Strahl-Tiefschwei- Weiter empfiehlt es sich gemäß der Erfindung, dieother disadvantages of the known jet deep welding Further it is recommended according to the invention, the

ßens vermeidet. Strahldaten und die Geometrie der öffnung so auf-ßens avoids. Beam data and the geometry of the opening

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schafft die Er- 45 einander abzustimmen, daß die an der SchmelzschichtIn order to solve the problem posed, the team manages to agree that those on the enamel layer

findung ein Verfahren der eingangs angegebenen Art, wirkenden Oberflächenspannungskräfte miteinanderFinding a method of the type specified at the outset, surface tension forces acting with one another

das im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß und mit den Adhäsionskräften im Gleichgewichtwhich is essentially characterized in that and in equilibrium with the adhesive forces

an mindestens einer Stelle der gewünschten Be- stehen, wenn der Strahl sich an einer gegebenento exist in at least one place of the desired when the ray is at a given

arbeitungsbahn eine in die Tiefe des Werkstückes Stelle der Bearbeitungsbahn aufhält, jedoch beimworking path stops a point in the machining path in the depth of the workpiece, but at

gehende Eintrittsöffnung für den Strahl vorgebildet 50 Weiterwandern des Strahls entlang der Bearbeitungs-Entrance opening for the beam preformed 50 Continued migration of the beam along the processing

wird, daß der Strahl zu Beginn des Bearbeitungsvor- bahn aus dem Gleichgewicht geraten und dabei diebecomes that the beam get out of balance at the beginning of the machining lead and thereby the

ganges in diese Öffnung eingeführt und so eingestellt in der Wanderungsrichtung vor dem Strahl liegendeganges introduced into this opening and so set in the direction of migration in front of the beam

wird, daß die Wandungen der Öffnung mindestens Schmelze um den Strahl herum hinter den Strahlis that the walls of the opening at least melt around the beam behind the beam

teilweise auf oder über ihre Schmelztemperatur hin- drücken.partially press down to or above their melting temperature.

aus erhitzt werden, und daß dann der Strahl in der 55 Es ist klar, daß das erfindungsgemäße Verfahrenfrom being heated, and that then the beam in the 55 It is clear that the inventive method

vorgesehenen Bearbeitungsbahn weitergeführt wird, auch zum Schneiden verwendet werden kann, wennprovided machining path is continued, can also be used for cutting, if

wobei die Öffnung mit dem Strahl wandert. man nur dafür sorgt, daß das geschmolzene Materialthe aperture traversing with the beam. you just make sure that the melted material

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat somit hinter dem Strahl aus der Bearbeitungsbahn entferntIn the method according to the invention, the beam has thus been removed from the machining path behind

der in die öffnung eingeführte Strahl sogleich Zugang wird, bevor es erstarrt. Dies kann vorwiegend durchthe jet introduced into the opening immediately becomes access before it solidifies. This can mainly be done by

zu den in der Tiefe der Bearbeitungsbahn liegenden 60 die Anwendung zusätzlicher Kräfte erzielt werden.In addition to the 60 lying in the depth of the machining path, the application of additional forces can be achieved.

Stellen und braucht sich nicht erst mit Hilfe eines Dabei müssen die zusätzlichen Kräfte so angewandtSet up and does not need to be done with the help of one. The additional forces must be applied in this way

Dampfdruckes einen Eindringkanal zu schaffen. werden, daß sie das Material in der gewünschtenTo create a penetration channel of steam pressure. be that they get the material in the way you want

Für die Einleitung des gewünschten Bearbeitungs- Richtung vom Strahl weg in den bereits durchfah-To initiate the desired machining direction away from the beam into the already

vorganges braucht deshalb nur so viel Energie mittels renen Teil der Bearbeitungsbahn drücken, und dieprocess therefore only needs as much energy by means of the renen part of the machining path, and the

des Strahls zugeführt zu werden, daß die Wandungen 65 Größe dieser Kräfte muß ausreichen, um das flüssigeof the jet to be fed that the walls 65 size these forces must be sufficient to the liquid

der Öffnung schmelzen. Es hat sich gezeigt, daß dann Material vom Untergrund abzulösen. Insbesonderemelt the opening. It has been shown that material can then be detached from the substrate. In particular

beim Weiterbewegen des Strahls die Schmelzzone sind auch in Richtung des Strahls wirkende elektro-when moving the jet further the melting zone are also in the direction of the jet acting electro-

unter Beibehaltung ihrer Form mit dem Strahl weiter- magnetische oder Trägheitskräfte anwendbar. SoMagnetic or inertial forces can still be used while maintaining their shape with the beam. So

kann beispielsweise das zu schneidende Werkstück Fig. 3, 3a, 3b, 3c und 3d erläutern in schema-3, 3a, 3b, 3c and 3d can, for example, explain the workpiece to be cut in schematic

in Strahlrichtung in Schwingungen versetzt werden, tischen Draufsichten das Verschweißen zweier Werkwobei der Strahl vorzugsweise so eingestellt wird, daß stücke nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; er einen verhältnismäßig dicken Schmelzring in der Fig. 4 entspricht Fig. 3, erläutert jedoch eineare set to vibrate in the direction of the beam, table top views show the welding of two works whereby the beam is preferably adjusted so that pieces according to the method according to the invention; it is a relatively thick melting ring in FIG. 4 corresponds to FIG. 3, but explains one

Öffnung erzeugt. Durch die in Richtung des Strahls 5 abgewandelte Ausführungsform des erfindungserfolgende Vibration wird dann das aufgeschmolzene gemäßen Verfahrens;Opening created. By the modified in the direction of the beam 5 embodiment of the invention Vibration is then melted down according to the method;

Material bis auf eine durch Adhäsion am Untergrund F i g. 5 erläutert in einer schematischen Schnitthaftende Schicht aus der Öffnung herausgeschleudert. ansicht die Bearbeitung von Werkstücken mit un-Bei dieser Methode empfiehlt sich besonders die gleichmäßiger Dicke nach dem erfindungsgemäßen Verwendung eines horizontalen Strahls, so daß die io Verfahren;Material except for one due to adhesion to the substrate F i g. 5 explains in a schematic sectional adhesive end Layer thrown out of the opening. view the machining of workpieces with un-bei this method is particularly recommended the uniform thickness according to the invention Using a horizontal beam so that the io method;

aus der Öffnung herausgeschleuderten Materialanteile Fig. 6 und 6a erläutern in einer schematischenParts of material flung out of the opening FIGS. 6 and 6a explain in a schematic way

beiderseits des Werkstücks herunterfallen, ohne sich Draufsicht erfindungsgemäße Möglichkeiten der Ausauf dem Werkstück wieder abzusetzen. führung einer in sich geschlossenen Bearbeitungs-Fall down on both sides of the workpiece without any top view possibilities according to the invention of Ausauf the workpiece again. execution of a self-contained machining

Eine elektromagnetische Zusatzkraft kann bei- naht;An additional electromagnetic force can be added;

spielsweise durch eine Induktionsspule erzeugt wer- 15 Fig. 7 erläutert in einer schematischen Schnittden, die oberhalb der Auftreffstelle des Strahls an- ansicht eine Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgeordnet und mit Wechselstrom gespeist wird. Dabei gemäßen Verfahrens;15 Fig. 7 explains in a schematic section the, the view above the point of impact of the beam is a possible embodiment of the invention and fed with alternating current. In doing so, according to the procedure;

wird auf die Schmelze durch die in ihr induzierten F i g. 8 erläutert in einer schematischen Draufsichtis applied to the melt by the F i g induced in it. 8 explains in a schematic plan view

Wechselströme und deren Wechselwirkung mit dem eine weitere Ausführungsmöglichkeit des erfindungs-Magnetfeld der Spule eine von der Spule weg gerich- 20 gemäßen Verfahrens;Alternating currents and their interaction with the another possible embodiment of the magnetic field of the invention the bobbin a judicial process away from the bobbin;

tete Kraft ausgeübt. Durch die weiter vorn beschrie- Fig. 9 erläutert in einer schematischen Seiten-exerted force. By the above-described Fig. 9 explained in a schematic page

benen Maßnahmen der Strahlsteuerung kann außer- ansicht eine weitere Ausführungsmöglichkeit des dem eine bevorzugte Aufschmelzung der hinter dem erfindungsgemäßen Verfahrens; Strahl liegenden Wandabschnitte der Bohrung erzielt F i g. 10 erläutert in einer quer zu einer Bearbei-In addition, the beam control measures can also be implemented as a further option a preferred melting of the behind the method according to the invention; Beam lying wall sections of the bore achieved F i g. 10 explained in a transverse to a machining

werden, so daß aus diesen Bereichen verflüssigtes 25 tungsnaht genommenen schematischen Schnittansicht Material in einer durch die Dicke der aufgeschmol- eine weitere Ausführungsmöglichkeit des erfindungszenen Schicht bestimmten Menge herausgeschleudert gemäßen Verfahrens;so that from these areas liquefied 25 line seam taken schematic sectional view Material in a melted through the thickness of a further embodiment of the invention scene Layer specific amount ejected according to procedure;

wird. F i g. 11 erläutert in einer der F i g. 10 entsprechen-will. F i g. 11 explained in one of the FIGS. 10 correspond-

Im einfachsten Fall kann die beim Schneiden er- den Darstellung eine weitere Ausführungsmöglichkeit forderliche Auftrennung der Schmelze auch mit 30 des erfindungsgemäßen Verfahrens; einem mechanischen Hilfsmittel, beispielsweise mit Fig. 12 erläutert in einer schematischen Seiteneiner in die Bearbeitungsbahn geführten Schneide, ansicht eine weitere Ausführungsform des erfindungserzielt werden. Das entscheidende Merkmal der Er- gemäßen Verfahrens;In the simplest case, the representation that is created when cutting can be a further embodiment Required separation of the melt also with the method according to the invention; a mechanical aid, for example illustrated with Fig. 12 in a schematic page of a In the machining path guided cutting edge, view a further embodiment of the invention achieved will. The key feature of Correct Procedure;

findung, nämlich das Mitwandern einer vorgebildeten F i g. 13 bis 18 erläutern in schematischen Drauf-finding, namely the wandering of a pre-formed F i g. 13 to 18 explain in schematic plan

und dann ohne Zutun eines Dampfdruckes erhalten 35 sichten weitere Ausführungsmöglichkeiten des erbleibenden Öffnung mit dem Strahl, bleibt bei diesen findungsgemäßen Verfahrens;and then without the help of a steam pressure, 35 sifting further options for the remaining version are obtained Opening with the jet remains with this inventive method;

und anderen Möglichkeiten des erfindungsgemäßen F i g. 19 erläutert in einer entlang der Bearbeitungs-and other possibilities of the FIG. 19 explained in a along the machining

Schneideverfahrens für den technischen Erfolg ent- strecke genommenen schematischen Schnittansicht scheidend. eine weitere Ausfuhrungsweise des erfindungs-Cutting process for technical success, a schematic sectional view taken from it outgoing. another embodiment of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit 40 gemäßen Verfahrens;The method according to the invention can be carried out with 40 according to the method;

verschiedenen Arten von Energiestrahlen ausführen, Fig. 20 erläutert an Hand einer entlang derexecute different types of energy beams, Fig. 20 explained with reference to a along the

beispielsweise Lichtstrahlen, Laserstrahlen, Elek- Bearbeitungsstrecke genommenen schematischen tronenstrahlen usw. In der Praxis haben sich ins- Schnittansicht und einem Schaltschema eine weitere besondere Elektronenstrahlen bewährt, da sie be- Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens; quem und nahezu trägheitslos steuerbar sind und 45 Fig. 21 erläutert in einer schematischen Schnitthohe Leistungstransporte ermöglichen. Die jeweils ansicht quer zur Schweißnaht die Verschweißung anzuwendenden Strahlleistungen hängen natürlich zweier Werkstücke nach dem erfindungsgemäßen von der Art und Dicke des zu bearbeitenden Werk- Verfahren;for example light beams, laser beams, elec- processing line taken schematic electron beams, etc. In practice, there is a further section view and a circuit diagram special electron beams have been proven, since they are the embodiment of the method according to the invention; are quem and almost inertia-free controllable and 45 Fig. 21 explains in a schematic sectional height Enable the transport of services. The view at right angles to the weld seam, the weld applicable beam powers depend of course on two workpieces according to the invention on the type and thickness of the work process to be processed;

Stoffs, der gewünschten Bearbeitungsgeschwindigkeit Fig. 22 erläutert in einer schematischen Schnitt-Material, the desired processing speed Fig. 22 explains in a schematic sectional

und anderen von Fall zu Fall verschiedenen Daten 50 ansicht die Verschweißung zweier Werkstücke nach ab. Für die normalerweise im Maschinenbau vor- dem erfindungsgemäßen Verfahren; kommenden Werkstücke sind die in der Technik F i g. 23 ist eine ähnliche Darstellung wie F i g. 22and other data, which differ from case to case, show the welding of two workpieces away. For those normally used in mechanical engineering before the method according to the invention; Coming workpieces are those in the technology F i g. 23 is a view similar to FIG. 22nd

bekannten Elektronenstrahlerzeuger mit Strahl- und erläutert eine andere Ausführungsweise des erleistungen bis zu einigen Kilowatt ausreichend, z. B. findungsgemäßen Verfahrens; Strahlerzeuger mit 15QkV Beschleunigungsspannung 55 Fig. 24 erläutert in einer schematischen Schnitt- und 10 mA Strahlstrom. Die bekannten Techniken ansicht eine erfindungsgemäße Mehrfachbearbeitung, der Impulssteuerung können selbstverständlich auch F i g. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durchknown electron gun with beam and explains another embodiment of the performance up to a few kilowatts sufficient, e.g. B. inventive method; Beam generator with 15Ω kV acceleration voltage 55 Fig. 24 explains in a schematic sectional and 10 mA beam current. The known techniques view multiple machining according to the invention, the pulse control can of course also F i g. 1 shows schematically a cross section through

bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet eine Schweißnaht 1 während ihrer Herstellung nach werden. dem bekannten Strahl-Tief schweißverfahren. Der vonin the method according to the invention, a weld 1 is applied during its production will. the well-known deep beam welding process. The from

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des 60 oben in die Schweißzone eindringende Strahl 3 übererfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit hitzt den zentralen Querschnittsbereich 2 so stark, den Zeichnungen näher beschrieben. daß das Material dort verdampft und eine im darge-In the following, exemplary embodiments of the beam 3 penetrating the top of the welding zone are described according to the invention Method in conjunction with heats the central cross-sectional area 2 so much, the drawings described in more detail. that the material evaporates there and a

F i g. 1 erläutert in einer schematischen Schnitt- stellten Fall durchgehende Bohrung schafft. Der ansicht das bekannte Verfahren der Strahl-Tief- überhitzte Bereich erstreckt sich dabei über den geschweißung; 65 samten zentralen Querschnittsbereich und hat eine Fig. 2 erläutert in einer schematischen Schnitt- nach unten abnehmende Breite, so daß der Bereich 2 ' ansicht eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nach unten keilförmig spitz zuläuft. Je nach der erfolgende Schweißung; Höhe des angewandten Leistungsüberschusses undF i g. 1 explains in a schematic interface case creates a through hole. Of the view the well-known method of beam deeply overheated area extends over the weld; 65 entire central cross-sectional area and has a Fig. 2 explained in a schematic sectional width decreasing downwards, so that area 2 'view a wedge-shaped tapering downwards according to the method according to the invention. Depending on the welding that takes place; Amount of the applied power surplus and

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dem entsprechenden Strahlverlauf ist der Bereich 2 berühren und dort in ihrer ganzen Länge zusammenmehr oder weniger keilförmig. Solange der Strahl 3 geschweißt werden sollen. Um zu vermeiden, daß das Werkstück noch nicht durchbohrt hat, wird das durch die am Anfang der Schweißnaht erforderliche geschmolzene Material nach oben als Wulst 4 aus Eintrittsöffnung und die am Ende der Naht stehender Eindringzone herausgedrückt und unter dem 5 bleibende Öffnung Ungleichmäßigkeiten in der Einfluß des hohen Dampfdruckes auch nach oben Schweißnaht auftreten, werden am Anfang und Ende herausgeschleudert. Sobald der Strahl 3 das Werk- der Trennlinie 22 zwei Klötze 23 und 24 von gleicher stück durchdrungen hat, setzt auch eine Bewegung Dicke wie die an der Trennlinie 22 vorhandene von geschmolzenem Material nach unten ein, die Werkstückdicke dicht angelegt. Im Klotz 23 ist die nicht nur zum Herausquellen 5 des Werkstoffes, son- ίο Eintrittsöffnung in Form der Bohrung 25 vorgesehen, dem auch zum Herausschleudern von Schmelze 6 Diese Bohrung 25 dient nun als Ausgangspunkt der aus der Schweißnaht führt. Der auf diese Weise auf- Schweißung, die bis in den Klotz 24 durchgeführt tretende Werkstoffverlust kann zu Schrumpfungen wird. Die Klötze 23 und 24 werden anschließend und zur Ausbildung von Hohlräumen oder Kerben entfernt.the corresponding beam path is the area 2 touch and there more together over their entire length or less wedge-shaped. As long as beam 3 is to be welded. To avoid that has not yet drilled through the workpiece, this is required by the start of the weld seam molten material upwards as a bead 4 from the inlet opening and the one standing at the end of the seam Penetration zone pushed out and under the 5 remaining opening irregularities in the Influence of the high vapor pressure also occur upwards weld seam, at the beginning and at the end thrown out. As soon as the beam 3 is the work of the dividing line 22 two blocks 23 and 24 of the same piece has penetrated, also sets a movement thickness like that existing at the dividing line 22 of molten material downwards, the workpiece thickness applied tightly. That is in block 23 not only for the material to swell out 5, but also an inlet opening in the form of the bore 25, which also for ejecting melt 6 This hole 25 now serves as the starting point of the leads out of the weld seam. The weld that is carried out in this way up to the block 24 Any loss of material that occurs can result in shrinkage. The blocks 23 and 24 are then and removed to form cavities or notches.

führen. Die starke Überhitzung des Materials erzeugt 15 Grundsätzlich kann natürlich die Eintrittsöffnungto lead. The strong overheating of the material generates 15 In principle, of course, the inlet opening

ebenfalls eine Neigung zur Porenbildung und beein- auch an einer in der vorgesehenen Schweißnaht 22also has a tendency to form pores and also affects one in the weld seam 22 provided

flußt überdies die metallurgischen Eigenschaften des liegenden Stelle vorgesehen werden. Die Fig. 3a bisIn addition, the metallurgical properties of the lying point are provided. Figs. 3a to

Materials in äußerst schädlicher Weise. 3 d deuten einige weitere Möglichkeiten an, die Ein-Materials in an extremely harmful way. 3 d indicate a few other possibilities for

In F i g. 2 ist ein der F i g. 1 entsprechendes Bei- trittsöffnung unmittelbar an den Anfang der Trennspiel für die sich nach dem vorliegenden Verfahren 20 linie 22 zu legen. Der Klotz 23 ist jeweils verschieden am Werkstück einstellende Situation gezeigt. Das ausgebildet.In Fig. 2 is one of the F i g. 1 corresponding entry opening directly at the beginning of the separation game for the 20 line 22 to lay down according to the present method. The block 23 is different in each case the setting on the workpiece is shown. That trained.

Werkstück 10 ist mit einer in der Zeichnung über- Obwohl mit dem vorliegenden Schweißverfahren trieben breit gezeichneten zylindrischen Bohrung 11 eine weitere wesentliche Reduzierung des Energieversehen. Ein Ladungsträgerstrahl 12 ist so auf die aufwandes möglich ist, treten natürlich auch hier Oberfläche des Werkstückes 10 fokussiert, daß er in 25 noch in entsprechend reduzierter Weise die üblichen der Bohrung divergent auseinanderstrebt und die Begleiterscheinungen von Schweißungen auf. Ausge-Wände der Bohrung 11 bestrahlt. Dabei werden diese schlossen davon sind natürlich die durch die Übererhitzt und nehmen die durch die gestrichelte Linie hitzung des Werkstoffes beim alten Strahltief-13 gekennzeichnete Form an. Die punktierte Linie 14 schweißen auftretenden Nachteile, aber eine gewisse stellt die Grenze zwischen dem flüssigen und festen 30 Schrumpfung ist z. B. auch bei dem vorliegenden Werkstoff dar. Verfahren zu verzeichnen. Hierdurch kann beimWorkpiece 10 is with one in the drawing over- Although with the present welding method The broad cylindrical bore 11 drove a further substantial reduction in energy oversight. A charge carrier beam 12 is so on, the effort is possible, of course also occur here The surface of the workpiece 10 is focused, that in 25 it is still the usual in a correspondingly reduced manner the bore diverges and the side effects of welds appear. Excellent walls the bore 11 is irradiated. These are of course excluded from the overheated ones and take the dotted line overheating of the material with the old beam depth-13 marked shape. The dotted line 14 weld disadvantages, but a certain amount represents the boundary between the liquid and solid 30 Shrinkage is z. B. also with the present Material. Process to be recorded. This allows the

Die aus der Oberflächenspannung, Kohäsion und Schweißen einer längeren Schweißnaht ein ZuAdhäsion resultierenden Kräfte halten die Schmelz- sammendrücken und Vermindern des ursprünglich schicht in der angegebenen Lage fest, solange sich vorhandenen Öffnungsvolumens eintreten. In diesen die Dicke der Schmelzschicht durch ständige Energie- 35 Fällen ist es deshalb zu empfehlen, in gewissen Abzufuhr aus dem Strahl nicht unzulässig vergrößert. ständen entlang der Schweißnaht zusätzliche Öff-Schwächt oder schaltet man den Ladungsträgerstrahl mangen vorzusehen, die vor Erreichen einer unzuab, so sinkt die Temperatur des erhitzten Werkstoff- lässig starken Einengung des dem Strahl zur Verbereichs, und er erstarrt im wesentlichen in der ge- fügung stehenden Raumes von dem Schweißvorgang zeigten Form. Die Schmelzschicht 13-14 zeigt also 40 erreicht werden und dadurch die Öffnung wieder keinerlei Tendenz, dem Ladungsträgerstrahl den etwa auf ihren ursprünglichen Umfang erweitern. In durch die Bohrung freigemachten Weg in einer den Fig. 4, die im übrigen der Fig. 3 entspricht, sind Heizvorgang wesentlich beeinträchtigenden Weise zu derartige Öffnungen gezeigt. Die öffnung 26 ist eine verschließen. Daher benötigt man zum Offenhalten symmetrisch zur Trennlinie angebrachte Bohrung, der Bohrung 11 keine weitere Energie aus dem Strahl, 45 die aus zwei jeweils in die Platten 20 und 21 eingewie sie bei dem bekannten Verfahren der Strahltief- brachten Rillen mit beliebigem Profil zusammenschweißung zur Verdampfung des Materials benötigt gesetzt sein kann. Bei 27 ist eine in der Platte 20 einwird. Bewegt man den Strahl weiter, so zeigt es sich, seitig angebrachte Rille gezeigt, die den gewünschten daß die öffnung mit dem Strahl wandert. Zweck ebenfalls erfüllt.The result of surface tension, cohesion and welding of a longer weld seam a ZuAdhäsion resulting forces keep the enamel compressing and diminishing the original layer firmly in the specified position as long as the existing opening volume occurs. In these the thickness of the enamel layer by constant energy- 35 cases it is therefore to be recommended in certain cases not unacceptably enlarged from the beam. there would be additional opening weaknesses along the weld seam or if the charge carrier beam is switched off, it is necessary to so the temperature of the heated material drops - the area to which the beam is exposed is significantly narrowed, and it essentially solidifies in the joined space from the welding process showed shape. The enamel layer 13-14 thus shows 40 to be reached and thereby the opening again no tendency to expand the charge carrier beam to roughly its original size. In path cleared by the bore in one of FIG. 4, which otherwise corresponds to FIG. 3 Heating process shown in a significantly impairing manner to such openings. The opening 26 is a close. Therefore you need a hole symmetrically to the parting line to keep it open, of the bore 11 no further energy from the beam, 45 the two in each case in the plates 20 and 21 they are welded together with the known method of jet deep grooves with any profile can be set required for evaporation of the material. At 27 there is one in the plate 20. If you move the beam further, you will see a groove on the side showing the desired one that the opening moves with the beam. Purpose also fulfilled.

Bei der bekannten Strahltiefschweißung, deren 50 Bei kontinuierlichen oder schrittweisen Dickenentsprechende Situation in Fig. 1 gezeigt ist, werden Veränderungen der Werkstücke ist es ebenfalls mögdie nach innen strebenden resultierenden Kräfte der lieh, durch eine sinngemäß angebrachte Folge von Oberflächenspannung nicht durch die Adhäsion auf- Bohrungen oder Rillen entlang der Bearbeitungsbahn gehoben, da die aus dem Werkstück herausgequollene für die Aufrechterhaltung des freien Zugangs der Schmelzmasse ebenfalls vorwiegend unter dem Ein- 55 Strahlenenergie in die Tiefe zu sorgen. Ein entsprefluß der Oberflächenspannung zurückstrebt und es chendes Beispiel zeigt F i g. 5. Diese Figur zeigt einen dadurch erforderlich macht, äquivalente Gegenkräfte Schnitt entlang der Stoßfläche zweier zu verschweizu erzeugen, die durch die erhöhte Intensität und ßender Werkstücke 30 von ungleichmäßiger Dicke. Heizwirkung des Strahls geliefert werden. Dieser Wenn die Schweißung im Sinne der F i g. 5 von links Umstand bringt dann die eingangs erwähnte Über- 60 nach rechts ausgeführt werden soll, wird zunächst hitzung und die entsprechenden Nachteile mit sich. entsprechend dem in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ähnliches gilt für die Bewegung des Strahls relativ Verfahren ein Klotz 31 angesetzt, der die gleiche zum Werkstück. Auch hier ist nach dem in F i g. 1 Dicke hat wie der linke Endabschnitt 38 des Werkgezeigten bekannten Verfahren ein wesentlich grö- Stücks und mit einer Öffnung 32 für den Eintritt des ßerer Energieaufwand erforderlich als bei dem in 65 Strahls versehen ist. Die Schweißung wird dann in F i g. 2 dargestellten Verfahren. der gleichen Weise wie in F i g. 3 von dieser ÖffnungIn the known deep beam welding, the situation of which is shown in FIG. 1, the situation corresponding to continuous or stepwise thicknesses, changes to the workpieces are also possible inwardly striving resulting forces of the borrowed, by a correspondingly attached sequence of Surface tension is not caused by the adhesion - holes or grooves along the machining path lifted, as the oozed out of the workpiece to maintain free access to the Melting mass is also to be provided primarily under the radiation of radiation into the depths. A corresponding flow the surface tension tends to recede and F i g shows the example. 5. This figure shows one thereby making it necessary to weld equivalent counterforces cut along the abutment surface of two generate, due to the increased intensity and ßender workpieces 30 of uneven thickness. Heating effect of the beam can be delivered. This If the weld in the sense of F i g. 5 from the left That circumstance then brings the aforementioned over- 60 to be executed to the right is first heating and the associated disadvantages. corresponding to the one shown in FIGS. 3 and 4 shown The same applies to the movement of the beam relative to the method of a block 31 which is the same to the workpiece. Here too, according to the one shown in FIG. 1 thickness like the left end portion 38 of the work shown known method a much larger piece and with an opening 32 for the entry of the It requires more energy than the one provided in 65 beam. The weld is then in F i g. 2 illustrated procedure. the same way as in Fig. 3 from this opening

F i g. 3 zeigt in Draufsicht zwei Stahlplatten 20 aus in die eigentliche Schweißnaht weitergeführt,F i g. 3 shows a plan view of two steel plates 20 continued into the actual weld seam,

und 21, die sich entlang der Trennlinie 22 stumpf Dabei wandert die öffnung 32 mit dem Strahl ausand 21, which are blunt along the dividing line 22. The opening 32 migrates out with the jet

dem Klotz 31 in die Werkstücke 30 weiter. Sobald der Strahl und die mit ihm wandernde Öffnung an den linksseitigen Anfang des dickeren Werkstückabschnittes 39 gelangen, reicht die für die Dicke des linken Anfangsabschnittes 38 bemessene Strahlleistung normalerweise, nicht mehr aus, um auch im dickeren Abschnitt 39; die Wand der Öffnung flüssig zu halten. Es muß deshalb beim Eintritt des Strahls in den dickeren Abschnitt 39 dafür gesorgt werden, daß die pro Flächeneinheit der Öffnung zur Verfugung stehende Strahlleistung wenigstens annähernd konstant bleibt. Dies kann beispielsweise bei unverändert bleibendem Öffnungsdurchmesser durch eine entsprechende Erhöhung der Strahlleistung oder bei unverändert bleibender Strahlleistung durch eine entsprechende Verkleinerung des Bohrungsquerschnittes erreicht werden; selbstverständlich können auch sowohl der Lochdurchmesser als auch die Strahlleistung verändert werden, und zwar in dem Sinne, daß der pro Flächeneinheit der Wandfläche des Loches zur Verfugung stehende Anteil der Strahlleistung im wesentlichen unverändert bleibt. Um zu vermeiden, daß am linken Ende des verdickten Abschnitts eine Öffnung hergestellt werden muß, kann an den Anfangsquerschnitt des verdickten Bereichs 39 gemäß der F i g. 5 ein Klotz 33 mit einer der Dickenzunahme des Werkstückes gleichen Dicke angesetzt werden, der in einer den F i g. 3 und 4 entsprechenden Weise mit einer Öffnung 34 versehen ist. Der Strahl wird im Werkstückabschnitt 38 bis in den Bereich der Bohrung 34 des Klotzes 33 geführt und dann, falls erforderlich, an die Gesamt-Lochtiefe des verdickten Bereichs 39 angepaßt, beispielsweise durch Erhöhen seiner Intensität; seiner Impulsdauer (bei impulsgesteuerten Strahlen), seines Fokussierungszustandes usw., so daß die Wände der Bohrung 34 und der darüberstehenden (nicht dargestellten) Strahlbohrung in der gewünschten Weise vom Strahl erhitzt und verflüssigt werden. Sodann wird der Strahl in der Bearbeitungsbahn weitergeführt (im Sinne der F i g. 5 nach rechts) und beim Erreichen der Werkstückzone 40, in der die Werkstücksdicke kontinuierlich abnimmt, kontinuierlich an die abnehmende Dicke des Werkstücks angepaßt, bis er an der Stelle 41 wieder etwa die gleichen Daten aufweist wie im Anfangsabschnitt 38. Danach nimmt im Abschnitt 42 die Dicke des dargestellten Werkstücks wieder zu, aber allmählich, so daß die Anwendung eines Klotzes nach Art der Klötze 23 und 31 auf Schwierigkeiten stößt. In diesem Fall hilft man sich dadurch, daß man die Strahldaten der entsprechend der Weiterbewegung des Strahls zunehmenden Werkstückdicke anpaßt und durch zusätzlich angebrachte Löcher wie z. B. die dargestellten Löcher 35 und 36 der Strahlbohrung hin und wieder neue Volumenelemente zuführt, so daß der Durchmesser der Strahlbohrung nicht unter einen Mindestwert absinkt. Die Löcher 35 und 36 haben also im wesentlichen die gleiche Aufgabe zu erfüllen wie die zusätzlichen Öffnungen 25 und 26 in Fig. 4. Schließlich wird der Endabschnitt 30 des Werkstücks mit konstant bleibenden Strahlparametern durchlaufen, und der Strahl wird durch den angesetzten Klotz 37 aus dem Bereich der Werkstücke 30 herausgeführt. Der Klotz 37 hat also die gleiche Funktion wie der Klotz 24 in den Fi g. 3 und 4.the block 31 into the workpieces 30 further. As soon as the ray and the opening wandering with it come on reach the left-hand beginning of the thicker workpiece section 39, which is sufficient for the thickness of the left starting section 38 measured beam power normally, no longer off to also in the thicker section 39; to keep the wall of the opening fluid. It must therefore be when the beam enters in the thicker section 39 ensures that the per unit area of the opening is available standing beam power remains at least approximately constant. This can, for example, be unchanged constant opening diameter by increasing the beam power accordingly or by unchanged beam power through a corresponding reduction of the bore cross-section to be achieved; of course you can do both the hole diameter and the beam power can be changed in the sense that the Per unit area of the wall surface of the hole available proportion of the beam power in remains essentially unchanged. In order to avoid that at the left end of the thickened section a Opening must be made, can according to the initial cross-section of the thickened area 39 according to the F i g. 5 a block 33 with a thickness equal to the increase in thickness of the workpiece is attached, in one of the F i g. 3 and 4 is provided with an opening 34 in a manner corresponding to. The beam will guided in the workpiece section 38 into the area of the bore 34 of the block 33 and then, if required, adapted to the total hole depth of the thickened area 39, for example by increasing it its intensity; its pulse duration (with pulse-controlled beams), its focus state etc., so that the walls of the bore 34 and the above (not shown) jet bore be heated and liquefied by the jet in the desired manner. Then the ray becomes in the Processing path continued (in the sense of FIG. 5 to the right) and when the workpiece zone is reached 40, in which the workpiece thickness decreases continuously, to the decreasing thickness of the Workpiece adjusted until it has approximately the same data again at point 41 as in the initial section 38. After that, the thickness of the workpiece shown increases again in section 42, but gradually, so that the application of a block of the type of blocks 23 and 31 to difficulties bumps. In this case one helps oneself by having the beam data of the corresponding to the further movement of the beam adapts to increasing workpiece thickness and through additional holes such as z. B. the illustrated holes 35 and 36 of the jet bore every now and then supplies new volume elements, so that the diameter of the jet bore does not drop below a minimum value. The holes 35 and 36 therefore have essentially the same task as the additional openings 25 and 26 in Fig. 4. Finally, the end portion 30 of the workpiece will remain constant with Run through beam parameters, and the beam is through the attached block 37 out of the area of Workpieces 30 led out. The block 37 thus has the same function as the block 24 in FIG. 3 and 4.

Um Schrumpfungen oder Dickenzunahmen zu kompensieren, kann man auch zunächst mit einer Öffnung von relativ großem Durchmesser beginnen und dann beim Fortschreiten des Bearbeitungsvorganges die auftretende Verkleinerung des Öffnungsdurchmessers in Kauf nehmen. Dabei werden Strahlleistung und Strahldurchmesser an den jeweils vorhandenen Öffnungsdurchmesser so angepaßt, daß die pro Flächeneinheit der in der Öffnung bestrahlten Flächen abgegebene Strahlleistung annähernd konstant bleibt.To compensate for shrinkage or increase in thickness, you can also start with a Start opening of relatively large diameter and then as the machining process progresses accept the resulting reduction in the opening diameter. Thereby are beam power and beam diameter adapted to the respective existing opening diameter so that the beam power emitted per unit area of the irradiated areas in the opening is approximately constant remain.

ίο Fig. 6 erläutert die Verschweißung zweier Werkstücke 43 und 44 entlang einer in sich geschlossenen Linie 45. In diesem Fall kann, wenn in der Linie 45 selbst keine Öffnung verbleiben darf, die Öffnung, in der der Strahl seine Arbeit verrichtet, nach dem Durchwandern der Linie 45 an eine außerhalb der Linie liegende Stelle geführt werden. Das Ende der gesamten Bearbeitungsbahn kann dabei natürlich auch in einem angesetzten Klotz nach dem Vorbild der Fig. 3 und 4 liegen. In Fig. 6 ist ein solcher Klotz 46 angedeutet, und die gestrichelte Linie 47 deutet an, wie der Strahl zusammen mit der mitgeführten Bohrung 48 aus der geschlossenen Linie 45 herausgeführt werden kann. Natürlich kann auch der Anfang der Bearbeitungsbahn in einem solchen anas gesetzten Klotz liegen, und es kann sogar ein und derselbe Klotz für den Anfang und das Ende der Bearbeitungsbahn verwendet werden. In manchen Fällen kann es stören, wenn die Ein- bzw. Ausführbahn 47 nicht symmetrisch im Werkstück liegt. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, die in der Ein- bzw. Ausführungsbahn 47 vom Durchgang des Strahls hervorgerufenen thermisch-mechanischen Spannungen symmetrisch zur Werkstückachse zu machen. In solchen Fällen kann man auch mehrere Ein- bzw. Ausführungsbahnen symmetrisch verteilt vorsehen, beispielsweise in dem in F i g. 6 a dargestellten Fall zwei radial aufeinander ausgerichtete gegenüberliegende Ein- bzw. Ausfuhrbahnen 47 a, 47 b. Der Strahl wird dann zuerst mit der Öffnung 48 a in der Bahn 47a, 45a, 47 b zum Klotz 46 b und danach vom Klotz 46b in der Bahn 47 b, 45 b, 47a zurück in den Klotz 46 a geführt.6 explains the welding of two workpieces 43 and 44 along a self-contained line 45. In this case, if no opening is allowed to remain in the line 45 itself, the opening in which the beam does its work can after wandering through the line 45 to a location outside the line. The end of the entire machining path can of course also lie in an attached block based on the example of FIGS. 3 and 4. Such a block 46 is indicated in FIG. 6, and the dashed line 47 indicates how the beam can be guided out of the closed line 45 together with the borehole 48 carried along. Of course, the beginning of the machining path can also lie in such an anas set block, and one and the same block can even be used for the beginning and the end of the machining path. In some cases it can be a problem if the entry or exit path 47 does not lie symmetrically in the workpiece. For example, it may be desirable to make the thermal-mechanical stresses caused in the entry or exit path 47 by the passage of the beam symmetrical to the workpiece axis. In such cases, it is also possible to provide several entry or exit lanes symmetrically distributed, for example in the one shown in FIG. 6 a, two radially aligned opposite input and output tracks 47 a, 47 b. The beam is then first with the opening 48 a in the web 47a, 45a, 47 b to the block 46 b and then the block 46b in the track 47 b, b, 47a out 45 back into the block 46 a.

Der Effekt, daß sich bei einer Zunahme der Werkstückdicke die Öffnung oder Bohrung, in der sich der Strahl bewegt, auf kleinere Durchmesser zusammenzieht, kann in solchen Fällen ausgenutzt werden, bei denen die Bohrung innerhalb des Werkstückes verschwinden soll. Wie in F i g. 7 dargestellt, kann in einem solchen Fall durch das Auflegen von keilförmigen Klötzen 49 und 50 eine allmähliche Steigerung der Werkstückdichte vorgetäuscht werden, so daß die aus dem Anfangsklotz 51 in der unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschriebenen Weise in das Werkstück 52 hereingeführte Bohrung im Bereich 53 der keilförmigen Klötze 49 und 50 einen so kleinen Durchmesser annimmt, daß sie sich schließt. Dabei kann es beim Eintritt des Strahls in den Bereich 53 zweckmäßig sein, die Strahlleistung entsprechend der Zunahme der Materialdicke zu er-The effect that, with an increase in the workpiece thickness, the opening or bore in which the jet moves, contracts to smaller diameter, can be exploited in those cases in which the bore is to disappear within the workpiece. As in Fig. 7, a gradual increase in the workpiece density can be simulated in such a case by placing wedge-shaped blocks 49 and 50, so that the workpiece 52 led from the initial block 51 into the workpiece 52 in the manner described with reference to FIGS Bore in the area 53 of the wedge-shaped blocks 49 and 50 assumes such a small diameter that it closes. When the beam enters the area 53, it can be useful to increase the beam power as the material thickness increases.

höhen, und/oder den Strahldurchmesser zu verkleinern, um die Wand der Bohrung über ihre ganze Länge auf der gewünschten Temperatur zu halten.increase and / or reduce the beam diameter to cover the entire wall of the hole Length to keep at the desired temperature.

Fig. 8 erläutert eine Ausführungsweise, bei der zwei zu verschweißende Werkstücke 54 und 55 an ihrer vorgesehenen Verbindungslinie nicht aneinanderliegen, sondern durch einen Spalt 56 getrennt sind. Dieser Fall kann als Grenzfall des in F i g. 4 erläuterten Verfahrens angesehen werden; in diesem8 explains an embodiment in which two workpieces 54 and 55 to be welded are attached their intended connecting line do not lie against one another, but rather separated by a gap 56 are. This case can be seen as a borderline case of the one shown in FIG. 4 explained procedure can be viewed; in this

Sinne entspricht der Spalt 56 einer großen Anzahl von Zusatzbohrungen 25, 26. Die Bohrung, in der der Strahl wandert, muß in diesem Falle so groß sein, daß der in ihr um den Strahl herum ablaufende Materialtransport des verflüssigten Materials ausreicht, um am Ende der Schweißnaht den zum Füllen des Spaltes erforderlichen Materialbedarf zu decken. Wann die Verfahren gemäß den Fig. 4 und 8 zweckmäßig sind, hängt hauptsächlich von den Werk-Meaning, the gap 56 corresponds to a large number of additional holes 25, 26. The hole in which the ray wanders must in this case be so large that the one running around it in it Material transport of the liquefied material is sufficient to fill the weld seam at the end the gap to meet the required material requirements. When the method according to FIGS. 4 and 8 are appropriate depends mainly on the work

d id i

ßung wird von unten nach oben ausgeführt, so daß das an der Strahlfront aufgeschmolzene Material auch von der Schwerkraft in die sich hinter dem Strahl schließende Schmelzfuge getrieben wird. Die 5 dargestellten Klötze 61 und 62 entsprechen den Klötzen 23 und 24 der F i g. 3 und 4.The measurement is carried out from bottom to top so that the material melted on the beam front is also driven by gravity into the fusion joint closing behind the jet. the Blocks 61 and 62 shown in FIG. 5 correspond to blocks 23 and 24 of FIG. 3 and 4.

Statt der Schwerkraft oder zusätzlich dazu können auch andere zusätzliche Kräfte zur Unterstützung des gegen die Strahl-Bewegungsrichtung um denInstead of gravity or in addition to it, other additional forces can also provide support against the direction of movement of the beam around the

Stoffeigenschaften, insbesondere von der beim io Strahl herum erfolgenden Materialtransports heran-Schweißen auftretenden Schrumpfung ab. In manchen gezogen werden. So erläutert F i g. 13 eine Möglich-Fällen kann ein Spalt 56 auch deshalb zweckmäßig keit, insbesondere beim Schneiden mit Hilfe eines sein, weil er leicht so ausgeführt werden kann, daß elektrischen Stromes 63, der in der durch die Pfeile sich auch bei sehr großen Werkstückdicken eine 64 angedeuteten Richtung um die jeweilige Strahlgewünschte, beispielsweise gleichmäßige Verteilung 15 Auftreffstelle 65 herumfließt, eine zusätzliche, in die der Strahlenergie über die Tiefe der Schweißnaht er- Strahl-Bewegungsrichtung gerichtete Kraft auf das zielen läßt. Zu diesem Zweck braucht nur die an der Vorderseite des Strahls aufgeschmolzene Ma-Massenverteilung im Spalt der Tiefe nach ent- terial auszuüben. Der Strahl wird in der durch den sprechend vorgebildet zu sein. Dies läßt sich auf Pfeil 66 angegebenen Richtung bewegt. An der Stelle verschiedene Weise verwirklichen. Beispielsweise 20 67 tritt die höchste Stromdichte des elektrischen kann man gemäß Fig. 9 in einen sonst gleichmäßig Stromes 63 auf, und dort wird auf das geschmolzene breiten Spalt ein Netz 57 oder Stifte einlegen, wobei Material durch die Wechselwirkung seines eigenen die Verteilung der Maschendrähte des Netzes bzw. Magnetfeldes mit den von den Stromleiterabschnitten der Stifte so getroffen ist, daß in den einzelnen Be- 68 und 69 erzeugten Magnetfeldern eine in der Richreichen der Spalttiefe jeweils vorbestimmte Anteile 25 tung66 wirkende Kraft ausgeübt. Es ist klar, daß der Strahlleistung von den dort vorhandenen auch auf andere Weise eine elektrodynamische Maschendrähten bzw. Stiften absorbiert und an die Wechselwirkung zwischen der Schmelze und einem unmittelbar angrenzenden Bereiche der Spaltwände Magnetfeld hergestellt werden kann, die die geweitergegeben werden. Auf diese Weise ist es möglich, wünschte Kraftwirkung auf den vor dem Strahl lieauch mit sehr schlanken Energiestrahlen eine ge- 30 genden Teil der Schmelze ausübt, wünschte Verteilung der Strahlleistung auf die In F i g. 14 ist durch den Doppelpfeil 70 angedeu-Material properties, in particular from the material transport that takes place around the io beam - welding occurring shrinkage. To be drawn in some. Thus, F i g. 13 possible cases A gap 56 can therefore also be useful, especially when cutting with the aid of a be, because it can easily be carried out so that the electric current 63 flowing in the direction indicated by the arrows Even in the case of very large workpiece thicknesses, a direction indicated 64 flows around the respective beam desired, for example uniform distribution 15 impact point 65, an additional direction in which the beam energy across the depth of the weld seam is directed force on the beam movement direction lets aim. All that is needed for this purpose is the Ma mass distribution melted on the front of the beam to be exercised in depth in the gap. The ray is to be preformed in the by the speaking. This can be moved in the direction indicated by arrow 66. At the point realize different ways. For example 20 67 occurs the highest current density of the electrical can be seen in FIG. 9 in an otherwise uniform flow 63, and there is on the molten wide gap insert a mesh 57 or pins, taking material by the interaction of its own the distribution of the wire mesh of the network or magnetic field with those of the conductor sections the pin is made so that in the individual magnetic fields 68 and 69 generated one in the range the gap depth in each case predetermined proportions 25 device66 acting force exerted. It is clear that The beam power of the existing there also has an electrodynamic one in another way Wire mesh or pins absorbed and involved in the interaction between the melt and a immediately adjacent areas of the gap walls magnetic field can be produced, which is passed on will. In this way it is possible to exert the desired force on the person in front of the jet exerts a certain part of the melt with very slim energy beams, Desired distribution of the beam power on the In F i g. 14 is indicated by the double arrow 70

Tiefenbereiche der Schweißnaht zu erzielen. d i hrihTo achieve depth areas of the weld seam. d i hrih

Wenn beim Schweißen unter Verwendung einesWhen welding using a

Spalts 56 die Gefahr besteht, daß durch das in den gGap 56 there is a risk that the g

Spalt hineinfließende Material eine Kerbe in der 35 terial ausgeübt werden können. Es ist klar, daß Schweißnaht entsteht (normalerweise tritt diese Ge- durch nicht sinusförmige Vibration, insbesondere in bi Shiß bbh Verbindung mit einem in Strahl-BewegungsrichtungGap flowing in material a notch in the 35 material can be exercised. It is clear that Weld seam is created (normally this occurs due to non-sinusoidal vibration, especially in bi shiss bbh connection with one in the direction of beam movement

zusätzlich hin und her bewegten Strahl, Trägheitskräfte in verflüssigtem Material erzeugt werden kön-40 nen, die die Bewegung des Materials zur Hinterseite des Strahls unterstützen. Auch durch eine mit der Vibration synchrone Impulssteuerung des Strahls können derartige Effekte erzeugt oder verstärkt wer-In addition, the beam moving back and forth, inertial forces can be generated in liquefied material that help move the material towards the back of the beam. Also through one with the Vibration synchronous pulse control of the beam, such effects can be generated or amplified

g g den. In manchen Fällen kann auch eine Vibrationg g the. In some cases it can also cause a vibration

anderer Weise konturiert ausführt. Mit solchen 45 quer zur Bearbeitungsbahn zweckmäßig sein. Oberflächenformen können sogar mehrere vorteil- F i g. 15 erläutert eine Möglichkeit, die Bewegungin a different way. With such 45 transversely to the machining path can be useful. Surface shapes can even have several advantageous- F i g. 15 explains one way of movement

hafte Zwecke vereinigt werden: Bei Materialien, die des verflüssigten Materials durch Zentrifugalkräfte beim Schweißen zu starken Schrumpfungen neigen, _zu unterstützen. Die längs der Linie 71 zu bearbeikann dem Schrumpfen entgegengewirkt werden; die tenden Werkstücke 72 sind auf einem Schlitten 74 Verteilung der Strahlleistung über die Tiefe des Spalts 50 angeordnet, der in einem Drehtisch 75 in Richtung kann in üblicher Weise wie bei der Verwendung der der Pfeile 73 quer zur Strahlrichtung relativ zum in Fig. 9 angedeuteten Netze oder Stifte gesteuert Strahl 76 verschiebbar ist. Der Drehtisch wird um werden, und bei einer gegebenen Spaltbreite (die aus die Achse 77 in Drehung versetzt, etwa im Sinne strahlgeometrischen Gründen erwünscht sein kann) des Pfeiles 78, und synchron dazu wird der Strahl im kann das Spaltvolumen auf einen kleineren Wert, 55 Kreis herumgeführt, so daß die Strahl-Auftreffstelle der beispielsweise zur Vermeidung von eingesackten 76 relativ zu den Werkstücken 72 nicht umläuft. Schweißnähten erwünscht sein kann, eingestellt wer- Durch die Drehung der Werkstücke wird an der den. Die Verwendung eines Spalts ist besonders beim Strahl-Auftreffstelle 76 auf das dort verflüssigte Ma-Verschweißen von ungenau bearbeiteten Flächen terial eine durch den Abstand dieser Stelle von der zweckmäßig, da durch die Hinzunahme der kon- 60 Achse 77 und durch die Drehzahl des Drehtisches 75 stanten Spaltbreite die relativen Änderungen des bestimmte Zentrifugalkraft ausgeübt. Durch Ver-Abstandes zwischen den zu verschweißenden Flächen ändern des Strahl-Umlaufradius kann der Abstand entlang der Bearbeitungsbahn entsprechend kleiner zwischen der Strahl-Auftreffstelle 76 und der Drehwerden, achse 77 und damit die Zentrifugalkraft geändert Fig. 12 erläutert die Möglichkeit, bei der Schwei- 6₅ werden. Durch Verschieben des Schlittens 74 im ßung die Schwerkraft unterstützend heranzuziehen. Drehtisch 75 wird die Bearbeitungsstelle 76 auf der Die Bearbeitungsbahn oder beabsichtigte Schweiß- parallel zur Schlitten-Bewegungsrichtung angeordnaht 60 wird senkrecht angeordnet, und die Schwei- neten Bearbeitungsbahn verschoben, wobei die aus- _{Adhering purposes are combined: To} support materials that tend to shrink the liquefied material due to centrifugal forces during welding. Those to be machined along line 71 can counteract the shrinkage; The workpieces 72 are arranged on a carriage 74 distributing the beam power over the depth of the gap 50, which can be moved in a rotary table 75 in the usual way, as when using the arrows 73 across the beam direction relative to the nets indicated in FIG. 9 or pins controlled beam 76 is displaceable. The turntable will be turned around, and at a given gap width (which can be set in rotation from the axis 77, for example in terms of jet geometry reasons) of the arrow 78, and synchronously with this, the jet in the gap volume can be reduced to a smaller value, 55 Circular guided so that the point of impact of the beam, for example, to avoid sunk-in 76 relative to the workpieces 72, does not run around. Weld seams may be desired, adjusted by turning the work piece is at the. The use of a gap is particularly useful in the case of the point of impact of the beam 76 on the liquefied Ma-welding of imprecisely machined surfaces due to the distance between this point and the due to the addition of the conical axis 77 and the speed of the turntable 75 constant gap width the relative changes in the determined centrifugal force exerted. By changing the distance between the surfaces to be welded, the radius of revolution of the beam, the distance along the machining path between the point of impact of the beam 76 and the axis of rotation 77 and thus the centrifugal force can be changed. 6 ₅ will. By moving the carriage 74 in the ßung, the force of gravity is used to assist. The turntable 75 becomes the processing point 76 on the The processing path or the intended welding seam 60 arranged parallel to the direction of movement of the slide is arranged vertically, and the welded processing path is shifted.

g ppp gg ppp g

tet, daß auch durch eine in Strahl-Bewegungsrichtung erfolgende Vibration des Werkstücks zusätzliche Kräfte auf das im Schweißbereich geschmolzene Ma-tet that additional vibration of the workpiece occurring in the direction of beam movement Forces on the molten material in the welding area

fahr infolge der beim Schweißen beobachteten Schrumpfung jedoch nicht auf), kann zusätzliches Material zugeführt werden, beispielsweise durch in den Spalt eingesetzte Keile 58 gemäß Fig. 10.do not open due to the shrinkage observed during welding), additional Material are supplied, for example by wedges 58 inserted into the gap according to FIG. 10.

Eine weitere Abwandlung kann beispielsweise gemaß Fig. 11 darin bestehen, daß man zumindest die eine Wand 59 des Spalts 56 nicht glatt, sondern gewellt, geriffelt, mit Erhebungen versehen oder inA further modification can, for example according to FIG. 11, consist in that at least the a wall 59 of the gap 56 is not smooth, but corrugated, corrugated, provided with elevations or in

h Mi lhh Mi lh

geübte Zentrifugalkraft konstant bleibt, solange der Strahl-Umlaufradius nicht verändert wird. In Fig. 15 ist angedeutet, daß zur Achse 77 hin geschweißt wird, so daß die Zentrifugalkraft auf das verflüssigte Material eine gegen die Strahl-Bewegungsrichtung gerichtete Kraft ausübt, die die von der Oberflächenspannung hervorgerufene Materialbewegung unterstützt. In entsprechender Weise kann beim Schneiden die Zentrifugalkraft dazu ausgenutzt werden, um dasThe centrifugal force practiced remains constant as long as the jet orbit radius is not changed. In Fig. 15 is indicated that the axis 77 is welded so that the centrifugal force on the liquefied Material exerts a force directed against the direction of movement of the beam, which is that of the surface tension caused material movement supported. In a corresponding manner when cutting the centrifugal force can be used to the

werden. F i g. 17 a erläutert in einer der F i g. 17 entsprechenden Darstellung die Bestrahlung der Randbereiche einer relativ großen Öffnung 81a durch das ringförmige Intensitätsmaximum 80 a eines Hohlstrahls. will. F i g. 17 a explained in one of the FIGS. 17 corresponding Representation of the irradiation of the edge areas of a relatively large opening 81a through the annular maximum intensity 80 a of a hollow beam.

Ein besonderer Vorteil der in Fig. 17 erläuterten Methode des an der Wand der Öffnung entlanggeführten Strahls besteht noch darin, daß man auch Öffnungen von nicht kreisförmigem Querschnitt, beiverflüssigte Material aus der Bearbeitungsbahn her- io spielsweise Öffnungen mit elliptischem Querschnitt, auszudrängen. verwenden kann; denn es ist ohne weiteres möglich,A particular advantage of the method explained in FIG. 17 of the guided along the wall of the opening Ray still consists in liquefying openings with a non-circular cross-section Material from the machining path, for example openings with an elliptical cross-section, to push out. can use; because it is easily possible

Fig. 16 erläutert die Möglichkeit, die Ober- den Strahl durch nicht kreisförmige, geschlossene flächenspannung der vom Strahl aufgeschmolzenen Bahnen zu führen. Außerdem können während jedes Materialschicht herabzusetzen, und zwar dadurch, Umlaufs des Strahls die Strahldaten in einer vorgedaß man in der Bearbeitungsbahn, hier einen 15 gebenen Weise gesteuert werden. So kann man bei-Schweißspalt nach der Art des in Fig. 8 gezeigten spielsweise beim Durchlaufen des in Bearbeitungs-Spalts, ein die Oberflächenspannung herabsetzendes richtung vorn liegenden Teils der geschlossenen UmMittel 79 anordnet. Dabei wird zweckmäßigerweise laufbahn die Intensität des Strahls etwas erhöhen dafür gesorgt, daß die Konzentration des Zusatz- und/oder seine Umlaufgeschwindigkeit etwas vermittels nach hinten abnimmt und vorzugsweise hinter 20 ringern, um an dieser Stelle eine verstärkte Aufdem Strahl zu Null wird. Dieses Verhalten kann mit Schmelzung von Werkstückmaterial zu erhalten. Umverdampfenden Zusatzmitteln ohne Schwierigkeiten gekehrt kann natürlich auch in dem in Strahlrichtung erzielt werden. hinten liegenden Teil der Umlaufbahn bzw. desFig. 16 explains the possibility of the upper beam by non-circular, closed to guide the surface tension of the paths melted by the beam. Also, during each Reduce the material layer, namely by rotating the beam the beam data in a vorgedaß one in the machining path, here a 15 given way to be controlled. So you can at-welding gap like the one shown in Fig. 8, for example, when passing through the machining gap, a direction in front of the closed surrounding means that reduces surface tension 79 orders. In this case, the running track will expediently increase the intensity of the beam somewhat made sure that the concentration of the additional and / or its circulation speed mediates something decreases towards the rear and preferably wrestle behind 20, in order to increase the strength at this point Ray becomes zero. This behavior can be obtained with melting of workpiece material. Re-evaporation Admixtures swept without difficulty can of course also in the direction of the jet be achieved. rearward part of the orbit or the

Geeignete Zusatzmittel sind bekannt, beispiels- Öffnungs-Umfangs eine verstärkte Aufschmelzung weise Flußmittel der herkömmlichen Schweißtechnik. 25 erzielt werden. Durch eine entsprechende Steuerung Eine Herabsetzung der Oberflächenspannung kann der Strahldaten während der Umlaufbewegung des insbesondere dann erwünscht sein, wenn man mit Strahls kann auch eine Bohrung oder Öffnung, die sehr feinen Öffnungen oder Bohrungen arbeitet, also zunächst einen kreisförmigen Querschnitt hat, zu beispielsweise eine besonders schmale Schweißnaht einer elliptischen oder anderen Querschnittsform erzielen möchte. In diesem Falle kann auch die An- 30 verformt werden. Die elliptische Querschnittsform Wendung von Zusatzkräften, etwa in der unter Be- bietet wegen der Konzentration der Oberflächenzugnahme auf die Fig. 12 bis 15 beschriebenen Spannungskräfte in zwei gegenüberliegenden Wand-Weise, besonders zweckmäßig sein. Es können auch bereichen gewisse Vorteile in bezug auf den Mecha-Zusatzstoffe auf andere Weise an die Schweißstelle nismus der Materialwanderung. Noch deutlicher sind gebracht werden, etwa in Form eines Drahtes, durch 35 diese Vorteile ausgeprägt, wenn man statt des ellip-Zublasen von Pulver oder Einschießen eines aus tischen einen etwa eiförmigen Querschnitt verwendet, dem Zusatzmaterial bestehenden Materiestrahls. F i g. 18 erläutert einen solchen Fall und zeigt in Derartige Möglichkeiten sind besonders berm Schnei- Draufsicht eine Schweißnaht 82 zwischen zwei Werkden wertvoll. stücken 86. Die mit dem Strahl in Pachtung desSuitable additives are known, for example increased melting around the opening circumference wise flux of conventional welding technology. 25 can be achieved. With an appropriate control A reduction in surface tension can affect the beam data during the orbital movement of the Particularly desirable when working with a jet can also have a bore or opening that very fine openings or bores works, so initially has a circular cross-section for example, a particularly narrow weld seam of an elliptical or other cross-sectional shape want to achieve. In this case, the anvil 30 can also be deformed. The elliptical cross-sectional shape Turning of additional forces, for example in the one below because of the concentration of the surface increase on the Fig. 12 to 15 described tension forces in two opposite wall ways, be particularly useful. It can also provide certain advantages with respect to the mecha-additives in another way to the welding point nism of material migration. Are even clearer be brought, for example in the form of a wire, through 35 these advantages are pronounced if one instead of the elliptical blown of powder or shooting in a table with an approximately egg-shaped cross-section, the additional material existing jet of matter. F i g. 18 explains such a case and shows in FIG Such possibilities are, in particular, a weld 82 between two works in the cutting plan view valuable. pieces 86. Those with the beam in lease of the

F i g. 17 erläutert eine insbesondere bei relativ 40 Pfeiles weiterwandernde Öffnung 83 hat infolge der großen Öffnungen oder Bohrungen zweckmäßige gewählten Strahlsteuerung einen etwa eiförmigen Ausführungsweise. Dabei wird ein Strahl 80 ver- Querschnitt. In dem in Strahlrichtung vorn liegenden wendet, dessen Querschnitt erheblich kleiner ist als Wandbereich 85 ist der Krümmungsradius größer als der Querschnitt der Öffnung 81, und der Strahl wird in dem hinter dem Strahl liegenden Wandbereich 84. rasch um den Rand der Öffnung herumgeführt. Auf 45 Dies hat zur Folge, daß das im vorderen Wanddise Weise wird erreicht, daß der Strahl nur auf die bereich vom Strahl neu erschmolzene Material in Randbereiche der Öffnung 81 auftrifft und voll zum seiner Neigung, zum hinteren Wandbereich 84 zu Aufschmelzen dieser Randbereiche zur Wirkung fließen, unterstützt wird.F i g. 17 explains an opening 83 that moves further at relative 40 arrow as a result of the large openings or bores expedient selected beam control an approximately egg-shaped Execution method. A beam 80 is thereby cross-sectioned. In the one in front in the direction of the beam turns, whose cross section is considerably smaller than wall area 85, the radius of curvature is greater than the cross-section of the opening 81, and the jet is in the wall area 84 lying behind the jet. quickly around the edge of the opening. On 45 this has the consequence that the front wall dise This way it is achieved that the beam only hits the area in which the beam has newly melted material Edge areas of the opening 81 meets and fully to its inclination, to the rear wall area 84 Melting these edge areas to the effect flow is supported.

kommt. Insbesondere bei den mit bekannten Hilfs- Selbstverständlich kann dieser Effekt noch da-comes. In particular with the known auxiliary systems, of course, this effect can also be

mitteln leicht und praktisch trägheitslos steuerbaren 50 durch unterstützt werden, daß man die im vorderen Elektronenstrahlen bietet dieses Verfahren die Mög- Wandbereich angewandte Leistungsdichte erhöht, lichkeit, auch relativ große Öffnungen mit scharf ge- beispielsweise durch Verlangsamung der Strahl-Umbündelten Strahlen rationell im Sinne der vorliegen- laufgeschwindigkeit und/oder Erhöhung der Strahlden Erfindung so zu bestrahlen, daß die Wand der leistung. Jede Maßnahme, die zu einer rascheren Öffnung in der gewünschten Weise aufgeschmolzen 55 Aufschmelzung des vorderen Wandbereiches und zu wird. Verhältnismäßig große Öffnungen können statt einem schnelleren Transport des dort aufgeschmol-means easily and practically inertia-free controllable 50 supported by that one in the front Electron beams, this process offers increased power density applied to the wall area, possibility, also relatively large openings with sharp edges, for example by slowing down the beam bundled Rational jets in terms of the current speed and / or increase of the jets Invention to irradiate so that the wall of performance. Any action that leads to a faster Opening melted in the desired way 55 Melting of the front wall area and closed will. Relatively large openings can be used instead of faster transport of the

mit einem rotierenden Strahl auch mit einem Strahl bestrahlt werden, dessen Intensität vorzugsweise in einer Ringzone konzentriert ist. Die Erzeugung derartiger Hohlstrahlen ist in der einschlägigen Technik 60 bekannt. Beispielsweise können Hohlstrahlen, und
zwar auch solche mit unsymmetrischer Intensitätsverteilung, durch bestimmte Fehler in der Optik des with a rotating beam can also be irradiated with a beam, the intensity of which is preferably concentrated in an annular zone. The generation of such hollow jets is known in the relevant technology 60. For example, hollow rays, and
Although also those with asymmetrical intensity distribution, due to certain errors in the optics of the

zenen Materials nach hinten führt, ist vorteilhaft im Sinne einer möglichen Steigerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit. zenen material leads backwards is advantageous in Meaning of a possible increase in processing speed.

Man kann dem Strahl auch lediglich eine lineare Zusatzbewegung erteilen, beispielsweise eine in Richtung des Schweißvorganges verlaufende Hin- und Herbewegung oder eine quer zur Schweißnaht ausgeführte Schwingungsbewegung. Auch dabei läßt sichThe beam can also be given an additional linear movement, for example one in the direction the back and forth movement of the welding process or one carried out transversely to the weld seam Vibratory movement. You can also do this

Strahlerzeugungssystems erzeugt werden. Insbesondere können durch künstlich hervorgerufene astig- 65 durch Steuerung der Strahlbewegung und/oder der matische oder Komafehler, die beispielsweise durch Strahldaten eine jeweils gewünschte Verteilung der Kippen des Linsensystems gegen die Strahlachse her- Strahlenergie auf die Wandung der Bohrung und/ vorgerufen werden können, Hohlstrahlen erzeugt oder deren Randbereiche erzielen.Beam generating system are generated. In particular can by artificially induced knotty 65 by controlling the beam movement and / or the matic or coma errors, which, for example, result in a desired distribution of the Tilting the lens system towards the beam axis - beam energy on the wall of the bore and / can be called, hollow rays can be generated or their edge areas can be achieved.

Besonders vorteilhafte Wirkungen lassen sich auch dadurch hervorrufen, daß man periodisch die Fokussierung des Strahls ändert und/oder den Strahl periodisch um die Bohrungsachse kippt. Auf diese Weise kann ebenfalls die gewünschte Verteilung der Strahlleistung auf die verschiedenen Tiefenbereiche der Bohrung erzielt oder unterstützt werden. Diese Maßnahmen lassen sich sowohl für sich allein als auch in Kombination mit den übrigen Möglichkeiten der Strahlsteuerung, beispielsweise der erwähnten Führung des Strahls in Kreis- oder Ellipsenbahnen, der Impulssteuerung usw. anwenden. Fig. 19 erläutert in einer schematischen Schnittansicht entlang der Bearbeitungsnaht die mögliche Schwenkbewegung oder Kippung des Strahls. Die übertrieben groß dargestellte Öffnung 88 in der Schweißebene 87 wird von einem schlanken Energiestrahl bestrahlt, der um die Öffnungsachse 91 periodisch gekippt und dabei gleichzeitig rasch um diese Achse gedreht wird. Bei relativ größerem Kippwinkel 89 werden bevorzugt die oberen Wandbereiche der Öffnung 88 bestrahlt, und bei kleinerem Kippwinkel 90 bevorzugt die unteren Wandbereiche. Es ist klar, daß ähnliche Wirkungen auch durch Änderungen des Fokussierungszustandes erreicht werden können.Particularly advantageous effects can also be brought about by periodically focusing of the beam changes and / or periodically tilts the beam about the axis of the bore. In this way can also adjust the desired distribution of the beam power to the various depth ranges of the Hole achieved or supported. These measures can be used both on their own and in Combination with the other possibilities of beam control, for example the mentioned guidance of the beam in circular or elliptical orbits, use of impulse control, etc. 19 explains the possible pivoting movement in a schematic sectional view along the machining seam or tilting the beam. The exaggeratedly large opening 88 in the welding plane 87 is irradiated by a slender energy beam, which tilted periodically about the opening axis 91 and thereby is rotated rapidly around this axis at the same time. With a relatively larger tilt angle 89 are preferred irradiated the upper wall areas of the opening 88, and with a smaller tilt angle 90 preferably the lower wall areas. It is clear that similar effects can also be obtained from changes in the focus state can be achieved.

Fig. 2 erläutert eine Möglichkeit, den Strahl automatisch so zu steuern, daß er sich wechselnden Werkstückdicken selbsttätig anpaßt. Unterhalb der vorgesehenen Bearbeitungsbahn zweier zu verbindender Werkstücke 92 mit ungleichmäßiger Dicke ist gegenüber der Einstrahlungsstelle 93 ein Auffänger 94 angebracht, der die aus der Bearbeitungsbahn nach unten austretenden Strahlanteile erfaßt und ein Steuersignal erzeugt, das ein Maß für diesen Anteil ist. Auffänger 94 und Strahlerzeuger 95 werden gemeinsam relativ zu den Werkstücken 92 bewegt. Das Steuersignal dient über eine Steuerverbindung 96 zur Steuerung des Strahlerzeugers, normalerweise unter Zwischenschaltung eines Steuergerätes 97, das die vom Auffänger 94 gelieferten Steuersignale in Stellgrößen für den Strahlerzeuger 95 umwandelt. Vorzugsweise wird der Strahlerzeuger dabei so gesteuert, daß der vom Auffänger empfangene Anteil der Strahlenenergie nahezu konstant bleibt. Durch diese automatische Regelung des Strahlerzeugers wird beispielsweise die Strahlintensität automatisch im richtigen Ausmaß erhöht, wenn der Strahl in einem Bereich 98 wachsender Werkstückdicke weiterwandert. Fig. 2 explains a possibility of automatically controlling the beam so that it automatically adapts to changing workpiece thicknesses. Below the intended processing path of two workpieces 92 of uneven thickness to be joined, a collector 94 is attached opposite the irradiation point 93, which detects the beam components emerging from the processing path and generates a control signal which is a measure of this component. Catcher 94 and jet generator 95 are moved together relative to workpieces 92. The control signal is used via a control connection 96 to control the jet generator, normally with the interposition of a control device 97, which converts the control signals supplied by the collector 94 into manipulated variables for the jet generator 95. The beam generator is preferably controlled in such a way that the portion of the beam energy received by the collector remains almost constant. As a result of this automatic control of the beam generator, for example, the beam intensity is automatically increased to the correct extent when the beam travels in an area 98 of increasing workpiece thickness.

Man kann die in Fig. 20 erläuterte Regeleinrichtung auch dazu benutzen, um die Wanderungsgeschwindigkeit des Strahls in der Bearbeitungsrichtung so zu regeln, daß der vom Auffänger 94 empfangene Anteil der Strahlenenergie im wesentlichen konstant bleibt.The control device explained in FIG. 20 can also be used to determine the speed of movement of the beam in the machining direction to be regulated so that the portion of the radiation energy received by the receiver 94 is essentially remains constant.

Ein Meßsignal, das Auskunft über den jeweiligen Zustand an der Bearbeitungsstelle gibt, kann auch mit anderen Meßfühlern erhalten werden, beispielsweise mit oberhalb und/oder unterhalb der Bearbeitungsstelle angeordneten Temperatur- oder Strahlungsmeßgeräten, mechanischen Fühlern, die in Schlitzen oder Rillen parallel zur Bearbeitungsbahn oder in der Bearbeitungsbahn selbst geführt werden, oder anderen Geräten, die vorzugsweise zusammen mit dem Strahl entlang der vorgesehenen Bearbeitungsbahn bewegt werden. Auch aus den von diesen oder anderen Meßfühlern gelieferten Meßsignalen lassen sich Steuergrößen für den Strahl, beispielsweise zur Strahlnachführung, zur Intensitätssteuerung usw. oder für den Bearbeitungsvorgang ableiten, so daß auch damit eine automatische Regelung, etwa nach Art der in Fig. 20 erläuterten Regelung, erzielt werden kann. Selbstverständlich können auch mehrere Meßfühler für verschiedene Zustandsgrößen gleichzeitig verwendet werden.A measurement signal that provides information about the current status at the processing point can also can be obtained with other sensors, for example with above and / or below the processing point arranged temperature or radiation measuring devices, mechanical sensors, which are in Slots or grooves are made parallel to the machining path or in the machining path itself, or other devices, preferably together with the beam along the intended machining path be moved. Also from the measurement signals supplied by these or other sensors control variables can be used for the beam, for example for beam tracking, for intensity control etc. or for the machining process, so that an automatic control, approximately in the manner of the control explained in FIG. 20, can be achieved. Of course you can too several sensors for different state variables can be used at the same time.

Das vorliegende Verfahren ist in vielen Fällen vorteilhaft, wo eine verdeckte oder allgemein eineThe present method is advantageous in many cases where a covert or general one

ίο schwer zugängliche Schweißnaht hergestellt werden soll. Ein Beispiel dafür erläutert das Schnittbild Fig. 21. Die beiden Werkstücke99 und 100 sollen an den Schweißnähten 101 und 102 zu einem T-Stück verbunden werden. Dies kann so erfolgen, daß der Bearbeitungsstrahl 103 mit seiner mit ihm wandernden Bohrung 104 in einer über den gewünschten Schweißnähten 101 und 102 liegenden Bahn über das Querstück 99 geführt wird. Die Verschweißung erfolgt dann durch den am unteren Ende der Boh-ίο weld seams that are difficult to access are produced target. An example of this is illustrated in the sectional drawing in FIG. 21. The two workpieces 99 and 100 are to be used be connected to a T-piece at the weld seams 101 and 102. This can be done so that the Machining beam 103 with its drilled hole 104 moving with it in one over the desired one Welds 101 and 102 lying web is passed over the crosspiece 99. The welding then takes place through the at the lower end of the drilling

ao rung 104 austretenden Strahlanteil, und hinter dem Strahl schließt sich das Material wieder zu einer geschlossenen Oberfläche. Der Strahl kann in der unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschriebenen Weise mit Hilfe eines an das Querstück 99 angesetzten, mit der Eintrittsöffnung versehenen Klotzes 105 in das Querstück 99 eingeführt werden. Auch die anderen beschriebenen Maßnahmen, beispielsweise eine automatische Strahlregelung gemäß der Fig. 20, lassen sich anwenden.ao tion 104 exiting beam portion, and behind the beam the material closes again to form a closed one Surface. The beam can be described in the manner described with reference to FIGS Way with the help of an attached to the crosspiece 99, provided with the inlet opening block 105 can be inserted into the crosspiece 99. The other measures described, for example an automatic jet control according to FIG. 20 can be used.

"30 Es lassen sich auch T-Stücke stumpf zusammenschweißen. Eine Möglichkeit dafür erläutert Fig. 22. Zwei Stücke 106 und 107 aus Flachmaterial liegen entlang der Stoßkante 108 senkrecht aufeinander. In dem einen Werkstück 107 wird die Eintrittsöffnung 109 zweckmäßig am Anfang der Stoßkante 108 angebracht. Der Strahl 110 wird im Sinne der Figur von oben her in die öffnung 109 eingeführt und dann an der Stoßkante 108 entlanggeführt. Dabei wird zweckmäßig der Strahl- bzw. Öffnungsdurchmesser etwa gleich der Dicke des Werkstückes 106 gewählt, so daß die Verschweißung am unteren Ende der Öffnung 109 über die ganze Breite der Stoßkante 108 erfolgt. Wenn, wie dargestellt, die vorgebildete Eintrittsöffnung 109 als Einkerbung am linken Rand des Werkstücks 107 ausgebildet ist, kann in ähnlicher Weise wie in den F i g. 3 bis 8 ein Klotz 111 seitlich angesetzt werden, der in dem dargestellten Fall lediglich aus einem Stück Flachmaterial besteht. Es ist klar, daß sich dieses Stück 111 auch entlang der Stoßkante 112 mit dem Stück 106 verschweißen läßt. In entsprechender Weise wird am Ende der Schweißnaht ein zweiter Klotz 112 vorgesehen, der natürlich ebenfalls, falls gewünscht, mit dem Stück 106 verschweißt werden kann."30 T-pieces can also be butt welded together. One possibility for this is shown in FIG. 22. Two pieces 106 and 107 made of flat material lie perpendicular to one another along the abutting edge 108. In For one workpiece 107, the inlet opening 109 is expediently made at the beginning of the abutting edge 108. The jet 110 is introduced into the opening 109 from above in the sense of the figure and then guided along the abutting edge 108. The jet or opening diameter is expedient selected approximately equal to the thickness of the workpiece 106, so that the weld at the lower end of the Opening 109 takes place over the entire width of the abutting edge 108. If, as shown, the pre-formed inlet opening 109 is designed as a notch on the left edge of the workpiece 107, can in a similar way Way as in Figs. 3 to 8, a block 111 are attached to the side, which in the illustrated case only consists of a piece of flat material. It is clear that this piece 111 extends along the Abutment edge 112 can be welded to piece 106. In a corresponding manner, at the end of the weld seam a second block 112 is provided which of course also welds to the piece 106 if desired can be.

Fig. 23 erläutert in ähnlicher Darstellung wie Fig. 22 eine andere Möglichkeit der Herstellung eines T-Stücks aus zwei entlang der Stoßkante 113 verschweißten Werkstücken 114 und 115. Hier wird jedoch der Strahl von der Seite her tangential am Werkstück 115 in die Stoßkante 113 eingeführt. Die Eintrittsöffnung 116 liegt hier in einem seitlich angelegten Klotz 117. Am Ende der Stoßkante oder Schweißnaht 113 ist ein zweiter Klotz 118 angelegt, der die am Ende des Schweißvorganges stehenbleibende Öffnung aufnimmt. Die Klötze 117 und 118 haben etwa die gleiche Stärke wie das Stück 114. F i g. 24 erläutert eine Möglichkeit, drei Bearbeitungsvorgänge gleichzeitig auszuführen. Es sollenFIG. 23 explains, in a representation similar to FIG. 22, another possibility of production a T-piece made of two workpieces 114 and 115 welded along the abutting edge 113. Here, however, the beam is introduced into the abutting edge 113 tangentially on the workpiece 115 from the side. the The inlet opening 116 is located here in a block 117 placed on the side. At the end of the abutting edge or A second block 118 is applied to weld 113, which is the one that remains at the end of the welding process Opening. The blocks 117 and 118 are approximately the same thickness as the piece 114. F i g. 24 explains one way of executing three machining operations at the same time. It should

009 543/116009 543/116

gemäß der Darstellung der Fig. 24 drei im Schnitt dargestellte Bleche 119, 120, 121 in der Figuren-Schnittebene geschweißt oder geschnitten werden. Die drei Bleche werden, wie dargestellt, mit übereinanderliegenden Bearbeitungsbahnen 129,130, 131 und Anfangskanten 132, 133, 134 angeordnet. An die Anfangskanten werden Klötze 123, 126, 128 angelegt, in denen Eintrittsöfinungen 122, 125, 127 in einer Flucht vorgesehen sind. Der Strahl 124 wird in die Öffnungen 122,125,127 eingeführt und durchsetzt alle drei Öffnungen nacheinander. Dabei können die Öffnungsdurchmesser und/oder der Strahlverlauf so gewählt werden, daß jede der drei Öffnungen etwa den gleichen (oder bei verschieden starken Werkstücken 119, 12Q^. 121 einen der Werkstückdicke entsprechenden) Anteil der Strahlleistung aufnimmt. Die Bearbeitung wird dann wie beschrieben im Sinne der Fig. 24 von links nach rechts durchgeführt und endet in den Klötzen 135, 136 und 137.According to the illustration in FIG. 24, three metal sheets 119, 120, 121 shown in section in the sectional plane of the figures welded or cut. The three sheets are, as shown, with one on top of the other Machining paths 129, 130, 131 and starting edges 132, 133, 134 are arranged. At the starting edges are blocks 123, 126, 128, in which entry openings 122, 125, 127 in an escape are planned. The beam 124 is introduced into the openings 122, 125, 127 and penetrated all three openings one after the other. The opening diameter and / or the beam path can be used be chosen so that each of the three openings is approximately the same (or with different strengths Workpieces 119, 12Q ^. 121 one of the workpiece thickness corresponding) share of the beam power. The processing is then as described carried out in the sense of FIG. 24 from left to right and ends in blocks 135, 136 and 137.

Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale eines jeden Anspruchs, also einschließlich seiner Rückbeziehung.Patent protection is only sought for the entirety of the features of one every claim, including its back-reference.

Claims

Claims: 25

1. Energy beam welding and cutting process, characterized in that on at least one point of the desired machining path one in the depth of the workpiece material going entrance opening for the beam is pre-formed that the beam at the beginning of the Machining process is introduced into this opening and adjusted so that the walls the opening are at least partially heated to or above its melting temperature, and that the beam is then continued in the intended machining path, the Opening with the beam wanders.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the shape of the opening and the beam path are adapted to one another in such a way that that in each cross-section of the opening taken perpendicular to the beam direction a for the Melting of the walls in a desired thickness perpendicular to the beam direction is required Part of the radiant power is absorbed by the walls.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the beam data and the The geometry of the opening can be matched to one another in such a way that those on the enamel layer acting surface tension forces are in equilibrium with each other and with the adhesion forces when the beam is at a given point of the machining path, but when continuing the beam along the Machining path out of balance and thereby in the direction of travel of the beam Press the melt lying in front of the jet around the jet behind the jet.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the import opening is a through hole.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that one with the Insertion opening provided block at the starting point of the desired processing route the workpieces are placed tightly and that the beam begins in this insertion opening and from there through the block and merging into the processing section Machining path is guided.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at the end of the to be produced processing line a block is applied tightly and that the beam at the end the processing is performed in the area of the block, so that the after turning off the The opening that remains in the material is located in the block.

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that after processing has ended the block is removed.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Set the machining path where on the side of the workpiece facing away from the beam a there is a gradual increase in workpiece thickness, a block that is just as thick as the Step is and a bore of approximately the same dimensions as that traveling with the beam Has opening, is applied so close to the step that the bore under the machining path lies, so that the beam and the opening moving with it when passing through the The path coincides with the bore.

9. The method according to claim 8, characterized in that that in areas of the machining path where the thickness of the workpieces increases, or when welding materials, as a result their properties cause a decrease in the free volume of the opening migrating with the beam during welding, in which Processing path additional openings are attached at such intervals that the tendency to Decrease in the free volume of the opening migrating with the jet, at least approximately is compensated.

10. The method according to claim 8, characterized in that in areas of the machining path where the thickness of the workpieces decreases, or when welding materials which, due to their properties, increase during welding of the free volume of the opening moving with the beam, in the machining path additional material is supplied in such quantities and in such distribution that there is a tendency to increase the free Volume of the opening migrating with the beam is at least approximately compensated.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that additives be brought to the processing point.

12. The method according to claim 11, characterized in that the additives in the form of a Matter beam are brought to the processing point.

13. Welding method according to one of the preceding claims, characterized in that that a gap is provided between the surfaces to be welded of the workpieces to be connected will.

14. Welding method according to claims 11 and 13, characterized in that in the gap the additional material in such quantity and

division is arranged that predetermined proportions in the different depth areas of the gap the beam power is absorbed and transferred to the gap walls.

15. Welding method according to claim 14, characterized in that the additional material in Form of a net or grid is introduced into the gap.

16. Welding method according to claim 13, characterized in that at least one of the Gap surfaces is shaped so that predetermined proportions in the individual depth areas of the gap the beam power is absorbed and transferred to the gap walls.

17. Welding method according to claim 16, characterized in that at least one of the Has cleavage surfaces wavy or wart-shaped elevations.

18. Welding method according to one of claims 13 to 16, characterized in that in the gap a substance that changes the surface tension of the molten material is provided.

19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that on the Material liquefied by the action of the jet exerts an additional force.

20. The method according to claim 19, characterized in that the machining path is perpendicular arranged and traversed by the beam from bottom to top.

21. The method according to claim 19 or 20, characterized in that the workpiece material offset in reciprocating vibratory movements in the direction of the machining path is that on the melted on the front side of the beam wall areas with the Beam wandering opening exerted a force of inertia directed towards the rear of the beam will.

22. The method according to claim 19 or 20, characterized in that the workpiece material a vibration movement running in the direction of the beam is issued.

23. The method according to claim 21 or 22, characterized in that the vibratory movement is not sinusoidal.

24. The method according to any one of claims 21 to 23, characterized in that the beam data be changed synchronously to the vibration in such a way that an increased melting occurs the wall areas lying in front of the beam of the opening moving with the beam.

25. The method according to any one of claims 19 to 24, characterized in that as an additional force a centrifugal force is used.

26. The method according to any one of claims 19 to 25, characterized in that the additional force due to the electrodynamic interaction of the electric current flowing through it Melt is generated with a magnetic field.

27. The method according to claim 26, characterized in that the electric current in the Melt is induced by the magnetic field.

28. The method according to claim 27, characterized

indicates that the magnetic field is generated with the help of the current conducted through the melt will.

29. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Beam in addition to its migration along the machining path in the area of its point of impact is moved relative to the opening.

30. The method according to claim 29, characterized in that the beam in its direction of travel is moved back and forth.

31. The method according to claim 29, characterized in that the beam is perpendicular to his Direction of migration is moved back and forth.

32. The method according to claim 29, characterized in that the cross section of the opening is larger than the beam cross-section and that the beam is in an orbital spell around the edge area around the opening.

33. The method according to claim 32, characterized in that the shape of the orbit corresponds to the course of the edge of the opening.

34. The method according to claim 33, characterized in that the orbit is circular is.

35. The method according to claim 33, characterized in that the orbit is egg-shaped, wherein the part with the smallest radius of curvature points against the direction of travel of the beam.

36. The method according to any one of claims 29 to 35, characterized in that the beam is periodically tilted about its axis.

37. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the Near the machining path at least one sensor for the metrological detection of the machining process or the changes in state caused by it.

38. The method according to claim 37, characterized in that the sensor together with the Beam is moved along the machining path.

39. The method according to claim 37 or 38, characterized in that the beam data in Can be set depending on the measured values supplied by the sensor.

40. The method according to claim 39, characterized in that the opening is the workpiece completely penetrated that on the side of the workpiece facing away from the beam a sensor is provided for the beam portions that have passed through the opening and that the beam is controlled so that the signal provided by the sensor remains substantially constant.

41. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that on one Location of the machining path where machining should end without leaving an opening, in the At this point, a wedge on the workpieces that becomes thicker in the direction of travel of the beam is applied tightly and that the beam with approximately constant power in the with the wedge-covered part of the machining path is introduced, so that after reaching a certain total thickness of workpiece and wedge closes the opening.

For this purpose 2 sheets of drawings