Laser in der Materialbearbeitung Forschungsberichte des IFSW

114 5 Schweißnahtqualität
übertragen lässt. Gleichzeitig nimmt die Neigung der Kapillarfront mit steigender Vorschubgeschwindigkeit
zu und/oder höherer Intensität nach Gleichung (3.5) ab. Demzufolge
und aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse über den Einfluss vom Anstellwinkel
der Bearbeitungsoptik, führt eine Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit zu einer
Parallelverschiebung der Ausgleichsgeraden.
Anhand der vorigen Ergebnisse hat sich gezeigt, dass der Anstellwinkel der Bearbeitungsoptik
bei konstanter Vorschubgeschwindigkeit eine kapillarbestimmende Größe
ist und damit einhergehend den Ablösewinkel der Spritzer entscheidend beeinflusst.
Hingegen bleibt die Einschweißtiefe bei konstanten Prozessparametern im untersuchten
Anstellbereich der Bearbeitungsoptik nahezu konstant, siehe Bild 5.26. Eine Steigerung
der Vorschubgeschwindigkeit auf v = 11 m/min führt, wie bereits in Bild 3.12
und im weiteren Verlauf von Kapitel 4 gezeigt, zu einer Abnahme der Einschweißtiefe.
Diese ist nach wie vor konstant, obwohl die Neigung der Kapillarfront bezüglich
der Vertikalen �(�) im Extremfall eine Differenz von �2��� = 24° aufweist.
Einschweißtiefe Einschweißtiefe in in mm mm
7
6
5
4
3
2
v = 7 m/min v = 11 m/min
d f = 400 μm d f = 200 μm d f = 400 μm
P L = 6 kW
P L = 4 kW
P L = 6 kW
v ��
P L = 6 kW
1
0
CrNi18-10
-15 -10 -5 0 5 10 15
Anstellwinkel in °
Bild 5.26: Einschweißtiefe als Funktion des Anstellwinkels der Bearbeitungsoptik in Abhängigkeit
von Fokusdurchmesser, Laserleistung und Vorschubgeschwindigkeit.
In Kapitel 5.2.3 wird die Auswirkung der reduzierten Wechselwirkungsfläche auf die
Spritzerablösung bei einer Durchschweißung im Vergleich zur Einschweißung eingehend
beschrieben. Vor diesem Hintergrund ist in Bild 5.27 der Einfluss vom Anstellwinkel
der Bearbeitungsoptik auf den Ablösewinkel der Spritzer im Falle einer Durchschweißung
dargestellt. Grundsätzlich verhält sich die Spritzerablösung bei einer
Durchschweißung ähnlich jener bei einer Einschweißung. Bei v = 11 m/min haben die
beide Geraden einen deckungsgleichen Verlauf. Allerdings zeigt sich, dass der Ablösewinkel
der Spritzer bei einer Durchschweißung mit abnehmender Vorschubge-