Nd:YAG-Laserstrahlschweißen von Aluminiumwerkstoffen für Anwendungen im Automobilbau:
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| Published: |
München
Utz, Wiss.
2002
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| Series: | Laser in der Materialbearbeitung
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INHALTSVERZEICHNIS
KURZFASSUNG
.
5
INHALTSVERZEICHNIS
.
7
ABKUERZUNGEN
UND
FORMELZEICHEN
.
11
EXTENDED
ABSTRACT
.
13
1
EINLEITUNG
.
17
2
LASERSTRAHLSCHWEISSEN
MIT
DEM
ND:YAG-LASER:
STAND
DER
TECHNIK
.
20
2.1
GRUNDLAGEN
ZUM
LASERSTRAHLSCHWEISSEN
.
20
2.1.1
ND:YAG-HOCHLEISTUNGSFESTKOERPERLASER
.
21
2.1.1.1
STRAHLQUELLE
.
21
2.1.1.2
STRAHLPROPAGATION:
STRAHLFILHRUNG
UND
-FORMUNG
.
22
2.1.2
STRAHL-STOFF-WECHSELWIRKUNG
.
29
2.1.2.1
ENERGIEEINKOPPLUNG
.
30
2.1.2.2
FLUIDDYNAMIK
UND
STABILITAET
.
34
2.1.2.3
PLASMAEINFLUESSE
.
37
2.1.3
VERFAHRENS
UND
WERKSTOFFSPEZIFISCHE
BESONDERHEITEN
BEIM
LASERSTRAHLSCHWEISSEN
VON
ALUMINIUM
.
38
2.1.3.1
RISSE
.
40
2.1.3.2
SCHWEISSSPRITZER
UND
SCHMELZBADAUSWUERFE
.
44
2.1.3.3
PORENBILDUNG
.
46
2.2
LASERSTRAHLSCHWEISSEN
IM
KAROSSERIEROHBAU
.
48
2.2.1
ANWENDUNGSBEISPIELE
IM
STAHLKAROSSERIEBAU
.
48
2.2.2
POTENTIELLE
ANWENDUNGSFELDER
IM
ALUMINIUMKAROSSERIEBAU
.
50
3
MOTIVATION,
AUSGANGSBASIS,
ZIELSETZUNG
UND
VORGEHENSWEISE
.
54
4
VERSUCHSEINRICHTUNG
(SYSTEMTECHNIK)
UND
VERSUCHSDURCHFIIHRUNG
.
58
4.1
SPANNTECHNIK
.
59
4.2
ROBOTER
.
60
8
INHALTSVERZEICHNIS
4.3
STRAHLQUELLE
UND
BEARBEITUNGSOPTIK
.
61
4.4
INTEGRIERTE
BEARBEITUNGSKOEPFE
.
66
4.5
ZUSATZWERKSTOFFZUFIIHRUNG
.
72
4.6
VERSUCHSPARAMETER
.
77
4.6.1
GRUND
UND
ZUSATZWERKSTOFF
.
79
4.6.2
FUEGEGEOMETRIEN
UND
ZUGEHOERIGE
VERSUCHSGROESSEN
.
82
4.6.2.1
1-NAHT
AM
UEBERLAPPSTOSS
.
84
4.6.2.21-NAHT
AM
STUMPFSTOSS
.
86
4.6.3
UEBERSICHT
DER
KONSTANTEN
UND
VARIIERTEN
VERSUCHSGROESSEN
.
87
5
ERGEBNISSE
ZUM
SCHWEISSEN
EINER
I-NAHT
AM
UEBERLAPPSTOSS
.
88
5.1
QUALITAETSASPEKTE
.
88
5.1.1
EINFLUSS
VON
SCHUTZGAS
UND
OBERFLAECHENBEHANDLUNGSZUSTAND
.
89
5.1.2
UEBERLEGUNGEN
ZUR
ABSCHAETZUNG
DER
HEISSRISSANFAELLIGKEIT
.
92
5.1.3
FESTIGKEITSKRITERIUM
.
97
5.2
PARAMETER
UND
TOLERANZFELDER
FUER
DEN
SERIENEINSATZ
.
100
5.2.1
VERWENDUNG
DER
BRENNWEITE
F
=
100
MM
.
101
5.2.1.1
FOKUSLAGE
.
101
5.2.1.2
EINFALLSWINKEL
DES
LASERSTRAHLS
.
104
5.2.1.3
SPALTBREITE
.
108
5.2.2
ZWISCHENERGEBNIS
.
112
5.2.3
VERWENDUNG
DER
BRENNWEITE
F
=
150
MM
UND
VERGLEICH
DER
MIT
F
=
100
MM
ERZIELTEN
ERGEBNISSE
.
114
5.2.3.1
FOKUSLAGE
.
114
5.2.3.2
EINFALLSWINKEL
DES
LASERSTRAHLS
.
116
5.2.3.3
SPALTBREITE
.
120
5.2.3.4
BILANZ
DES
VERGLEICHS
DER
EINGESETZTEN
BRENNWEITEN
.
122
5.2.4
LASERSTRAHLSCHWEISSEN
IN
ZWANGSLAGE
.
122
5.2.4.1
UEBERKOPFPOSITION
(PE)
.
123
5.2.4.2
FALLENDE,
STEIGENDE
UND
WAAGRECHTE
ARBEITSPOSITION
.
124
INHALTSVERZEICHNIS
9
5.2.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
128
6
ERGEBNISSE
ZUM
SCHWEISSEN
EINER
I-NAHT
AM
STUMPFSTOSS
.
130
6.1
QUALITAETSKRITERIEN
.
130
6.2
TOLERANZFELDER
UND
PROZESSGRENZEN
.
130
6.2.1
SPALTBREITE
.
131
6.2.1.1
RISSE
UND
POREN
.
134
6.2.1.2
OBERRAUPENQUALITAET
.
134
6.2.1.3
SEITLICHER
STRAHLVERSATZ
.
134
6.2.2
ZUSAMMENFASSUNG
.
136
7
WEITERFUEHRENDE
ENTWICKLUNGEN
.
137
7.1
MODIFIZIERUNG
DER
ZUSATZWERKSTOFFZUFILHRUNG
.
137
7.1.1
VARIATION
DER
ANZAHL
UND
ANORDNUNG
DES
ZUSATZDRAHTS
.
137
7.1.1.1
AUSWIRKUNG
AUF
DIE
SCHWEISSNAHTQUALITAET,
ENERGIEEINKOPPLUNG,
PROZESSEFFIZIENZ
UND
SCHMELZBADDYNAMIK
.
140
7.1.1.2
VERBESSERUNG
DER
SPALTUEBERBRUECKBARKEIT
.
145
7.1.2
LASER-PULVER-SCHWEISSEN
.
147
7.1.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
151
7.2
EINSATZ
HOEHERER
LASERLEISTUNG
.
152
7.2.1
VERGLEICH
VON
3
KW
UND
4
KW
ND:YAG-LASER
BEIM
SCHWEISSEN
EINER
I
NAHT
AM
UEBERLAPPSTOSS
.
153
7.2.2
VERWENDUNG
VON
BIFOKAL-OPTIKEN
ZUR
STRAHLTEILUNG
BEIM
SCHWEISSEN
EINER
I-NAHT
AM
UEBERLAPPSTOSS
.
155
7.2.3
FAZIT
.
157
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
158
9
LITERATURVERZEICHNIS
.
161 |
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