Diploma Thesis
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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einer Technologieentwicklung zur Optimierung des Laserstrahlschweißen von Kupferwerkwerkstoffen.
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht aus der Ermittlung geeigneter Prozessparameter zur Sicherstellung eines stabilen Schweißprozesses und die daraus resultierenden Nahtgeometrien. Dafür wurde der Einfluss des Spotdurchmessers bzw. dessen Intensität mittels Variation des Faserdurchmessers des Lichtleitkabels und der Fokuslage sowie das Optimierungspotenzial der neuartigen „grünen“ Laserstrahlquelle mit einer Wellenlänge von 515 nm im Vergleich zu konventionellen Festkörperlaser mit einer Wellenlänge von 1030 nm und der Einfluss der Strahlformung mittels Oszillation des Laserstrahls auf das Schweißergebnis untersucht. Dabei wurden die Prozessparameter Laserleistung, Vorschubgeschwindigkeit, Spotgröße bzw. Intensität, Oszillationsfrequenz und -breite variiert.
Bei den Versuchen mit verschiedenen Wellenlängen des Bearbeitungslasers kam eine prototypische Bearbeitungsoptik des Fraunhofer Instituts zum Einsatz, welche auch einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 515 nm und einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1030 nm kombinieren kann.
Zur Bewertung der Ergebnisse wurde ein eigenes Bewertungssystem generiert, wobei einzelne Kriterien an der DIN EN ISO 13919 angelehnt sind.
Die in den praktischen Versuchen erzielten Ergebnisse und Erkenntnisse führen zu einem optimierten Prozess und Prozesskenntnisse zur parameter- und applikationsabhängigen Beeinflussung der Nahtgeometrie. Zudem wurden Grundlagen für fortführende Untersuchungen geschaffen, speziell zum Einfluss des Abstandes der Foki auf das Schweißergebnis beim Laserstrahlschweißen mit kombinierten Laserstrahlen, die eine Wellenlänge von 1030 nm und 515 nm aufweisen.