Projektdaten

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Einsatz lokaler Gasströmungen beim Laserstrahlschweißen mit hohen Schweißgeschwindigkeiten zur Erhöhung der Kapillarstabilität und Reduktion von Nahtimperfektionen

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Der Einsatz von hochlegierten Stählen ist in zahlreichen Branchen, u.a. der chemischen Industrie und der Automobilbranche, von wesentlicher Bedeutung. Für die Herstellung branchenspezifischer Produkte ist das Laserstrahlschweißen aufgrund seiner verfahrenstechnischen Vorteile industriell weit verbreitet, allerdings treten bei hohen Schweißgeschwindigkeiten 8m/min prozessbedingte Nahtimperfektionen wie Spritzerbildung auf. Dadurch wird das wirtschaftliche Potenzial begrenzt. Demgegenüber können derzeit zur Verfügung stehende Leistungsreservenneuer Festkörperlaser nicht oder nur unter aufwendiger Anpassung der Prozessführung in eine Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit umgesetzt werden. Das Ziel des beantragten Vorhabens ist es, Strategien und Vorgehensweisen zu entwickeln, welche die Entstehung von Nahtimperfektionen beim Laserstrahlschweißen von hochlegierten Stählen bei hohen Schweißgeschwindigkeiten ( 8m/min) auf Grundlage von lokalen Gasströmungen maßgeblich reduzieren. Dem verfolgten Ansatz liegt zu Grunde, dass der zusätzlich ausgeübte Staudruck der Gasströmung das innerkapillare Druckgleichgewicht von kapillarschließenden zu kapillaröffnendenDrücken positiv beeinflusst, ohne eine wesentliche mechanische Einwirkung vorzunehmen. Die daraus resultierende Erhöhung der Kapillarstabilität reduziert Nahtimperfektionen maßgeblich. Gegenüber bekannten Lösungsansätzen, wie der Strahlpendelung oder ortsangepassten lntensitätsverteilungen, ist der verfolgte Ansatz nicht auf spezifische Schweißregime , Einschweißtiefen oder Blechdicken begrenzt. Das Projekt liefert dafür erforderliche wissenschaftliche Erkenntnisse auf Grundlage der Wechselwirkungen zwischen Prozessgrößen, Gaszuführung und resultierender Nahtqualität, verallgemeinert diese und verknüpft sie hinsichtlich industrieller Fragestellungen wie Lagetoleranzen und Spalteinfluss. Daraus ergibt sich ein hohes industrielles Anwendungspotenzial sowie die Möglichkeit zur kostengünstigen Umsetzung, insbesondere für KMU