Strömungsinduzierte Einflüsse auf die Nahteigenschaften beim Laserstrahlschweißen von Aluminiumwerkstoffen

En savoir plus sur le livre

Die steigende Anzahl von Anwendungen führt zu einem wachsenden Bedarf an Laserschweißverbindungen für schwer schweißbare Materialien, insbesondere im Automotive-Bereich, wo Leichtbau und Emissionsreduktion entscheidend sind. Hochfeste Stähle und Aluminiumwerkstoffe spielen dabei eine zentrale Rolle. Die homogene Einmischung des oft benötigten Zusatzwerkstoffs wird durch die neuesten Strahlquellen wie Scheiben- oder Faserlaser zunehmend problematisch. Diese Arbeit untersucht drei Methoden zur Verbesserung der Verteilung des Zusatzwerkstoffs im Schmelzbad. Eine Methode nutzt geeignete Prozessgase, um die Marangoni-Strömung zu beeinflussen. CO2 hat sich bei Vorschubgeschwindigkeiten von 2-3 m/min und ausreichendem Schmelzbadvolumen als effektiv erwiesen, wobei die Durchmischung nicht durch eine Umkehrung, sondern durch das Fehlen einer oxidierten Schmelzbadoberfläche gefördert wird. Eine zweite Methode involviert die Zufuhr eines externen Stroms über den Zusatzdraht, was eine integrale Volumenkraft erzeugt und die Durchmischung bis zu 5 m/min verbessert. Die dritte Methode verwendet mehrere Fokuspunkte innerhalb eines Schmelzbades, was sowohl die Nahtgeometrie als auch die Durchmischung signifikant beeinflussen kann. Das Potenzial zur Homogenisierung ist jedoch stark von der Fokusanordnung abhängig und bleibt hinter den Möglichkeiten zur Nahtformung zurück, bietet aber mit modernen Strahlquellen interessante Perspektiven.