Projektdaten

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Einfluss konzentrischer Intensitätsverteilungen auf die Kapillarstabilität und resultierende Schweißnahtfehler

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Der Einsatz von konzentrischen lntensitätsverteilungen gewinnt zunehmend an Bedeutung auf dem Gebiet der Lasermaterialbearbeitung. Die Stabilisierung von Prozessen und die daraus resultierende Reduktion von Instabilitäten und Schweißnahtimperfektionen sind dafür von maßgeblicher Bedeutung. Insbesondere für die Verarbeitung von Aluminium und Kupferwerkstoffen, die in zahlreichen Anwendungen wie der Elektromobilität, der Batterie- oder Elektronikfertigung Verwendung finden, besteht ein hohes Einsatzpotenzial. Ziel ist es, Strategien und Vorgehensweisen zu entwickeln, welche die Entstehung von Nahtimperfektionen beim Laserstrahlschweißen von Kupfer- und Aluminiumlegierungen auf Grundlage des Einsatzes konzentrischer lntensitätsverteilungen reduzieren. Ausgangspunkt ist die Reduktion von Fluktuationen in der Kapillare und ihrer Interaktion mit dem umgebenden Schmelzbad auf Basis von getrennten sowie kombinierten Untersuchungen der Kern- sowie Ringintensität. Darauf aufbauend können Erkenntnisse zur gezielten Manipulation der Druckbilanz, der Bedingung zur Spritzerablösung, der Schmelzbadströmungen, der Metalldampfströmung sowie der Kapillargeometrie erfolgen, um letztendlich Schweißnahtimperfektionen wie Poren und Spritzer zu minimieren. Untersuchungen des Prozesses mittels Hochgeschwindigkeits-Röntgenaufnahmen am Synchrotron ermöglichen die zeit- und ortsabhängige Beschreibung des Kapillar- und Schmelzbadverhaltens. Das Projekt liefert wissenschaftliche Erkenntnisse auf Grundlage der Wechselwirkungen zwischen der Prozesstechnik konzentrischer lntensitätsverteilungen, der Werkstofftechnik und resultierenden Schweißnahtimperfektionen. Daraus ergibt sich ein hohes industrielles Anwendungspotenzial sowie die Möglichkeit zur zügigen Umsetzung der Erkenntnisse, insbesondere für KMU.