Bachelorarbeit - Hochschule München

HM/SLV-München
3.2.3 Wärmeleitungs- und Tiefschweißen
Grundlagen
Beim Starten der Schweißung wird anfangs ein Großteil der Laserstrahlenergie durch
Wärmetransport in den Werkstoff und Reflexion der Metalloberfläche abgeführt. Mit
zunehmender Einwirkdauer, < 1/10 Sekunde, der Einkopplung, wird der Wärmeabtransport
kompensiert und das Werkstück fängt am Fokuspunkt das Schmelzen an.
Bei genügender Energie fängt bei 1/10 Sekunde Einwirkdauer die Tiefschweißphase
an. Dabei bildet sich im Fokus sobald eine werkstoffabhängige Schwellenintensität
überwunden wurde, eine Dampfkapillare („keyhole“) aus, deren Durchmesser ungefähr
dem des Lichtdurchmessers an der Stelle entspricht.
Bild 8: Tiefschweißen ab ca. 4 MW/cm²
Entlang der Kapillare strömt das verdampfte Metall als Plasma aus und muss zum
Teil unter Zugabe von Schutzgasen kompensiert werden. Die Einschweißtiefe entspricht
die der Kapillarlänge und weist ein für diese Schweißtechnik charakteristisches
sehr schmales Naht im Verhältnis, Nahtbreite zu Nahttiefe, von 1:5 -1:10 auf.
Auch bei Einsatz von Schutzgas ist es wegen der Plasmabildung nur bedingt möglich,
eine produktionstechnisch sinnvolle Schweißnaht mit mehr als 25 mm zu konzipieren.
Durch das Zusammenfließen der Schmelze hinter der Dampfkapillare ent-
19, 20
steht die klassische Schweißraupe.
19
H.Knissel: „Entwicklung eines Prüf- und Bewertungskonzeptes für laserstrahlgeschweißte Verbindungen“
DVS- Berichte, Band 206 (1999)
20
H. Richter, „LASER, das besondere Licht für die Materialbearbeitung“ (1997)
13