Vorteile und Herausforderungen beim Laserstrahlschweißen mit Strahlquellen höchster Fokussierbarkeit:
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München
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2012
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS 5
VERZEICHNIS DER SYMBOLE 7
KURZFASSUNG DER ARBEIT 11
EXTENDED ABSTRACT 13
1 EINLEITUNG 17
1.1 MOTIVATION UND ZIELSETZUNG DER ARBEIT 17
1.2 AUFBAU DER ARBEIT 19
2 GRUNDLAGEN UND STAND DER TECHNIK 20
2.1 DAS LASERSTRAHLSCHWEISSEN 20
2.1.1 WECHSELWIRKUNG DER LASERSTRAHLUNG MIT DEM WERKSTOFF 20
2.1.2 VORTEILE STARK FOKUSSIERBARER LASERSTRAHLUNG 29
2.1.3 MATERIALTRANSPORT UND STROEMUNGSFELDER IM SCHMELZEBAD 32
2.2 WIRKUNGSGRADE BEIM TIEFSCHWEISSEN 35
2.3 EIGENSPANNUNGEN UND VERZUG BEI STAHLWERKSTOFFEN 37
2.3.1 SIMULTANE WAERMEEINBRINGUNG ZUR VERZUGSMINIMIERUNG 41
2.3.2 MINIMALE WAERMEEINBRINGUNG ZUR VERZUGSMINIMIERUNG 42
3 VERWENDETE SYSTEMTECHNIK 4 3
3.1 BEARBEITUNGSSTATION 43
3.2 SPANNMITTELKONZEPTION 44
3.3 VERWENDETE STRAHLQUELLEN 47
3.4 STRAHLDIAGNOSTIK ZUR WERKZEUGCHARAKTERISIERUNG 50
3.4.1 ERMITTLUNG ABSOLUTER MESSWERTE IM STATIONAEREN ZUSTAND 50
3.4.2 ERMITTLUNG DES FOKUS-SHIFTS IN ABHAENGIGKEIT VON DER ZEIT 59
3.4.3 AUSWIRKUNGEN AUF DAS LASERSTRAHLSCHWEISSEN 66
3.4.4 REFERENZPROZESS ZUR OPTIK- UND PROZESSQUALIFIZIERUNG 69
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IMAGE 2
6 INHALTSVERZEICHNIS
4 VERZUGSARMES LASERSTRAHLSCHWEISSEN 80
4.1 VERZUGSBESTIMMUNG BEI SCHWEISSPROBEN 80
4.2 VERZUGSMINIMIERUNG DURCH HOEHERE VORSCHUBGESCHWINDIGKEIT 84
4.3 VERZUGSMINIMIERUNG DURCH KLEINERE FOKUSDURCHMESSER 85
4.4 VERZUGSMINIMIERUNG DURCH KLEINERE DIVERGENZWINKEL 87
4.5 ZUSAMMENFASSUNG V ERZUGSMINIMIERUNG 90
5 SCHMELZEBADSTROEMUNGEN BEIM HOCHGESCHWINDIGKEITSSCHWEISSEN 91
5.1 EXTERNE BEOBACHTUNG MIT HOCHGESCHWINDIGKEITSKAMERAS 91
5.2 INTERNE BEOBACHTUNG MITTELS INDIKATORMATERIAL 98
5.2.1 AUSWAHL DES INDIKATORMATERIALS 98
5.2.2 DURCHFUEHRUNG DER SCHWEISSVERSUCHE MIT INDIKATORMATERIAL 99
6 LASERSTRAHLSCHWEISSEN VON KUPFERWERKSTOFFEN 109
6.1 EIGENSCHAFTEN VON KUPFERWERKSTOFFEN 109
6.2 BESCHRAENKUNGEN BEIM SCHWEISSEN VON KUPFERWERKSTOFFEN 112
6.3 SCHWEISSNAHTGEOMETRIEN BEI KUPFERWERKSTOFFEN 121
6.4 ABSORPTIONSERHOEHUNG DURCH GRUENE LASERSTRAHLQUELLE 126
7 ZUSAMMENFASSUNG 137
8 LITERATUR- UND QUELLENVERZEICHNIS 141
DANKSAGUNG 153
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