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2 Stand der Technik
2. Stand der Technik
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht in der Untersuchung des Bruchverhaltnes von
hybridlasergeschweißten Proben und in der numerischen Beschreibung dieses Verhaltens mit Hilfe der
vorliegenden Schädigungsmodelle. In diesem Kapitel werden die wichtigsten Begriffe erklärt, um die
erzielten Ergebnisse besser verstehen zu können. Nach der kurzen Vorstellung des Hybrid-Laser-
Schweißverfahrens werden die bruchmechanischen Konzepte und die in der letzten Zeit häufig
verwendeten numerischen Modelle zur Beschreibung des experimentell beobachteten Bruchverhaltens
erläutert. Zum Schluss werden die gängigen Sicherheitskonzepte dargestellt, mit denen eine Bewertung
von angerissenen hybridlasergeschweißten Bauteilen möglich ist.
2.1 Das Hybrid-Laser-Schweißverfahren
2.1.1 Prozessbeschreibung
In den letzten Jahren wird das Hybridlaserschweißverfahren vor allem wegen der Flexibilität,
Leistungsfähigkeit und Robustheit in verschiedenen Industriebereichen zunehmend eingesetzt. Bei
diesem Verfahren wird der Prozess des Laserstrahlschweißens mit dem des Metall-Schutzgas-
Schweißens (MSG) gekoppelt, wobei die dem jeweiligen Prozess zugehörigen Energieträger, der
Laserstrahl und der Lichtbogen eine gemeinsame Schmelze erzeugen, s. Bild 2.1.
Bild 2.1: Prinzip des Laser-MSG-Hybridschweißprozesses [FUH07]
Als Ergebnis dieser Kopplung profitiert das Hybridlaserschweißverfahren von den Vorteilen beider
Prozesse. Die aus dem MSG-Schweißen resultierenden Vorteile sind hohe Prozessstabilität, bessere
Spaltüberbrückbarkeit bei niedrigerer Laserstrahlleistung, niedrigere Anforderungen bezüglich der
Nahtvorbereitung und der mögliche Einsatz von Zusatzdraht. Die Vorteile aus dem
Laserstrahlschweißen äußern sich in der schmalen Schweißnaht und Wärmeeinflusszone, geringem
Wärmeeintrag, niedrigen Eigenspannungen, hoher Prozessgeschwindigkeit und minimalem Verzug der
Werkstücke. Der Laserstrahl ermöglicht aufgrund sehr großer Leistungsdichte einen
Tiefschweißprozess, bei dem einlagiges Schweißen von Dicken bis 30mm realisierbar ist. Die
Kopplung von beiden Prozessen führt durch die große Anzahl an möglichen Parametern zur besseren
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