Projektdaten

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Wirkungsweisen ortsangepasster lntensitätsvertei­lungen auf die beim Laserstrahltiefschweißen zur Spritzerbildung führenden Mechanismen und deren zugrundliegende Wechselwirkungsweisen bei hohen Schweißgeschwindigkeiten

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Die Leistungen heutiger Festkörperlaser ermöglichen das Schweißen mit Einschweißtiefen von einigen Millimetern bei Schweißgeschwindigkeiten bis über 10 m/min. Bei derartigen Geschwindigkeiten tritt jedoch während des Laserstrahltiefschweißens von Stahl verstärkt Spritzerbildung auf, wodurch die praktisch nutzbare Schweißgeschwindigkeit begrenzt wird. Die abgeleitete technologische Zielstellung, in Form einer spritzerfreien Schweißung bei hohen Schweißgeschwindigkeiten, wird gegenwärtig durch verschiedene Herangehensweisen verfolgt. Bisherige Untersuchungen thematisieren vordergründig die vorliegende Spritzerbildung an der Werkstückoberseite bei Einschweißungen, was auch Untersuchungsgegenstand für das beantragte Vorhaben ist. Für diesen Anwendungsfall stellt der Einsatz von ortsangepassten lntensitätsverteilungen einen vielversprechenden Lösungsansatz dar, wobei selbst bei Schweißgeschwindigkeiten über 10 m/min eine signifikante Spritzerreduktion durch Einsatz von Mehrkern-Fasersystemen sowie Strahlüberlagerung (Strahlsuperposition) beobachtet wurde [1-13]. Die Wirkungsweise ortsangepasster lntensitätsverteilungen ist bislang nur empirisch belegt, wodurch die Wechselwirkungen im Schmelzebad und der Dampfkapillare unzureichend beschrieben oder gänzlich unbekannt sind. Dem hier beantragten Vorhaben liegt die Annahme zugrunde, dass die Entstehung von Spritzern auf die Interaktion von thermo- und fluiddynamischen Vorgängen im Schmelzebad und der Dampfkapillare zurückführbar ist, siehe Abbildung 3 in Absatz 5.3. Der Einsatz ortsangepasster lntensitätsverteilungen resultiert in einer Beeinflussung dieser thermo- und fluiddynamischen Vorgänge, wodurch die zur Spritzerbildung führenden Mechanismen ebenso beeinflusst werden und eine veränderte Spritzerbildung resultiert. Das Ziel des Vorhabens ist es daher, in einer ersten Förderperiode die Wirkzusammenhänge zwischen den thermo- und fluiddynamischen Vorgängen im Schmelzebad und der Dampfkapillare zu erforschen.