Grundlagenuntersuchungen zur Qualitätssicherung beim gepulsten Lasertiefschweissen

KlappentextSchmelzbadinstabilitäten und Schweißspritzer, die insbesondere beim Tiefschweißen zu beobachten sind, können zu erheblichen Qualitätsminderungen der Schweißnaht führen. Im Sinne einer Qualitätssicherung sind deshalb Maßnahmen zur Beherrschung dieser Effekte durch Kontrolle bzw. entsprechend gestaltete Prozeßführung zu erarbeiten. Voraussetzung dafür ist die Kenntnis der verursachenden Mechanismen. Eine Kombination diagnostischer Verfahren zur Untersuchung der Wechselwirkungsvorgänge zusammen mit metallographischen Auswertungen der Schweißnähte erbringt grundlegende Erkenntnisse. Insbesondere zeigt sich ein großer Einfluß der Kapillarenausbildung zu Beginn des Laserpulses auf die Dynamik des Schmelzbades und die daraus resultierende Spritzerbildung. Ein erstelltes theoretisches Modell erlaubt die Deutung und qualitative Beschreibung der Schmelzbadbewegungen. Daraus abgeleitet konnten geeignete Verfahrensparameter gefunden werden, die zu einer Reduzierung der in das Schmelzbad infolge der Kapillarenausbildung eingekoppelten kinetischen Energie führten. Weiterhin wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem die Qualität der Schweißnahtoberraupe sowie die Einschweißtiefe beurteilt werden können. Dieses beruht auf der Messung der aus der Dampfkapillare zurückreflektierten Laserleistung. Aus dem Inhalt: Einführung / Grundlagen und Stand der Technik / Experimentelle Untersuchungen / Modellierung zeitabhängiger Prozesse / Optimierung de gepulsten Lasertiefschweißens / Verfahren zur Schweißnahtbeurteilung / Zusammenfassung / Literaturverzeichnis / Anhang / Danksagung