Eigenspannungen, Spaltüberbrückung und Strahloszillation beim Laserdurchstrahlschweißen:
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Aachen
Shaker
2012
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT 3
FORMELZEICHUNGEN UND ABKUERZUNGEN 5
INHALTSVERZEICHNIS 7
1 EINLEITUNG 11
1.1 HINTERGRUND UND MOTIVATION 12
1.2 ZIELSETZUNG 13
1.3 VORGEHENSWEISE UND AUFBAU DER ARBEIT 14
2 STAND DER TECHNIK UND DES WISSENS 16
2.1 KUNSTSTOFFE 16
2.1.1 DUROPLASTE UND ELASTOMERE 17
2.1.2 THERMOPLASTE 18
2.2 SCHWEISSEN VON THERMOPLASTISCHEN KUNSTSTOFFEN 22
2.2.1 WAERMEEINBRINGUNG DURCH WAERMELEITUNG 26
2.2.2 WAERMEEINBRINGUNG DURCH KONVEKTION 27
2.2.3 WAERMEEINBRINGUNG DURCH REIBUNG 28
2.2.4 WAERMEEINBRINGUNG DURCH STRAHLUNG 30
2.3 LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSEN VON THERMOPLASTISCHEN KUNSTSTOFFEN 33
2.3.1 GRUNDLAGEN DER LASERTECHNIK 33
2.3.2 STRAHLUNGSOPTISCHE GRUNDLAGEN BEIM LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSEN 38
2.3.3 BESTRAHLUNGSSTRATEGIEN UND VERFAHRENSVARIANTEN BEIM
DURCHSTRAHLSCHWEISSEN 39
2.4 EIGENSPANNUNGEN IN THERMOPLASTISCHEN SPRITZGUSS- UND
SCHWEISSBAUTEILEN 42
2.4.1 BESTIMMUNG VON EIGENSPANNUNGEN 44
2.4.2 DIE BOHRLOCHMETHODE ZUR EIGENSPANNUNGSBESTIMMUNG 46
3 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN: MASCHINE, MATERIAL, PRUEFKOERPER 49
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IMAGE 2
3.1 VERWENDETE LASERSCHWEISSMASCHINE 49
3.2 VERWENDETE MATERIALIEN 50
3.3 VERWENDETE PRUEFKOERPER 52
4 TEMPERATURFELDER BEIM KONTURSCHWEISSEN 54
4.1 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN DER TEMPERATURFELDER BEIM
KONTURSCHWEISSEN 54
4.2 ERGEBNISSE DER TEMPERATURMESSUNGEN 61
4.3 SIMULATION DER TEMPERATURFELDER BEIM KONTURSCHWEISSEN 66
5 EIGENSPANNUNGEN BEIM LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSEN 84
5.1 BESTIMMUNG DER EIGENSPANNUNGEN MIT DEM OPTISCHEN MESSSYSTEM ARAMIS
85
5.2 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DER EIGENSPANNUNGEN BEIM
QUASISIMULTANSCHWEISSEN 89
5.2.1 ERGEBNISSE DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN AN POLYCARBONAT 90
5.2.2 ERGEBNISSE DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN AN POLYPROPYLEN 96
5.3 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DER EIGENSPANNUNGEN BEIM KONTURSCHWEISSEN
100
5.3.1 MATERIAL UND PRUEFKOERPER 101
5.3.2 SCHWEISSEN DER PRUEFKOERPER 102
5.3.3 ERGEBNISSE DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN AN POLYCARBONAT 103
5.3.4 ERGEBNISSE DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN AN POLYAMID 108
6 SPALTUEBERBRUECKUNG BEIM KONTURSCHWEISSEN 114
6.1 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DER SPALTUEBERBRUECKUNG 115
6.2 BERECHNUNG VON SPALTUEBERBRUECKUNGSVORGAENGEN 128
7 KONTURSCHWEISSEN MIT STRAHLOSZILLATION 132
7.1 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN 133
7.2 MATHEMATISCHE BETRACHTUNG DES STRAHLOSZILLATIONSSCHWEISSENS 146
7.2.1 TEMPERATURFELDER BEIM STRAHLOSZILLATIONSSCHWEISSEN 146
IMAGE 3
7.2.2 INHOMOGENITAET DER ERWAERMUNG BEIM
STRAHLOSZILLATIONSSCHWEISSEN 148
8 ZUSAMMENFASSUNG 151
9 AUSBLICK 155
10 LITERATURVERZEICHNIS 157
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