Laserstrahlschweißen im Vakuum

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Im Rahmen der Dissertation wird eine neue Prozessvariante für das Fügen dickwandiger Strukturen aus verschiedenen metallischen Werkstoffen mittels Laserstrahlschweißen im Vakuum entwickelt. Die Reduzierung des Arbeitsdrucks führt zu einer signifikanten Steigerung der Einschweißtiefe und der inneren Nahtqualität. Der stabilisierte Tiefschweißprozess ermöglicht bei geringen Schweißgeschwindigkeiten große Einschweißtiefen und hervorragende Nahtqualitäten, die der Geometrie von Elektronenstrahl-Schweißnähten ähneln. Im Gegensatz zum Elektronenstrahlschweißen erfordert das Verfahren jedoch einfachere und wirtschaftlichere Vakuumqualitäten bei Drücken zwischen 10 und 0,1 mbar. Erstmals wird die Eignung des Laserstrahlschweißens im Vakuum für das Fügen in den Positionen PA und PC demonstriert. Es werden Parameterfelder ermittelt, die reproduzierbare Schweißergebnisse und Einschweißtiefen bis zu 64 mm bei 8 kW und 16 kW Laserstrahlleistung bieten. Zudem wird eine Wissensbasis zur schnellen Bestimmung von Ausgangsparametern geschaffen. Eine erste energetische Betrachtung, die Untersuchung des Drucks zwischen 0,1 mbar und 200 mbar sowie die Analyse der Prozessemissionen beim Schweißen von unlegierten Stählen werden durchgeführt. Abschließend werden erste Umsetzungen der Wissensbasis auf verschiedene Werkstoffe, einschließlich unlegierter und hochlegierter Stähle sowie Nickel-Basislegierungen und Titanlegierungen, in einer industriellen