Laser in der Materialbearbeitung Forschungsberichte des IFSW
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3.3 Bestimmung <strong>der</strong> Kapillarneigung 31<br />
<strong>in</strong>folge <strong>der</strong> Fokusdurchmesservariation e<strong>in</strong>e l<strong>in</strong>eare Zunahme mit <strong>der</strong> Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit.<br />
Dieser Zusammenhang wird ebenfalls vom Fokusdurchmesser und <strong>der</strong><br />
<strong>Laser</strong>leistung bee<strong>in</strong>flusst. Demnach nimmt die Länge <strong>der</strong> Kapillarfront bei konstanter<br />
Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit mit größerem Fokusdurchmesser bzw. ger<strong>in</strong>gerer <strong>Laser</strong>leistung<br />
zu.<br />
Entgegen dem bleibt die Länge <strong>der</strong> Kapillaröffnung LKö für die untersuchten Fokusdurchmesser<br />
zunächst nahezu konstant. Bei ausreichend hoher Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit,<br />
bei <strong>der</strong> die Kapillaraustrittsöffnung genau um e<strong>in</strong>en Fokusdurchmesser gegenüber<br />
<strong>der</strong> Kapillare<strong>in</strong>trittsöffnung versetzt ist (gestrichelte L<strong>in</strong>ien <strong>in</strong> Bild 3.4), nimmt die<br />
Länge <strong>der</strong> Kapillaröffnung sprunghaft zu. Diese Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit kennzeichnet,<br />
wie bereits <strong>in</strong> Bild 3.3 gezeigt, die Durchschweißgrenze und hängt ebenfalls von<br />
Fokusdurchmesser und <strong>Laser</strong>leistung ab (ohne Abbildung). Demzufolge wird <strong>der</strong> vorher<br />
transmittierte Anteil <strong>der</strong> <strong>Laser</strong>strahlung vollständig an <strong>der</strong> Kapillarfront reflektiert<br />
und hat somit e<strong>in</strong>e größere Auswirkung auf die Kapillarrückwand und damit e<strong>in</strong>hergehend<br />
auf die Länge <strong>der</strong> Kapillaröffnung.<br />
L Kf<br />
L Kö<br />
L Kf : Länge <strong>der</strong> Kapillarfront<br />
L LKf, Kf, L Kö <strong>in</strong> mm<br />
1,5<br />
1,2<br />
0,9<br />
0,6<br />
0,3<br />
L Kö : Länge <strong>der</strong> Kapillaröffnung 0<br />
d f = 200 μm<br />
P L = 6 kW<br />
L Kf<br />
d f = 600 μm<br />
d f = 200 μm<br />
L Kö<br />
d f = 600 μm<br />
P L = 3 kW<br />
L Kf<br />
L Kö<br />
0 2 4 6 8 10 12<br />
Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit <strong>in</strong> m/m<strong>in</strong><br />
Bild 3.4: E<strong>in</strong>fluss <strong>der</strong> Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit auf die charakteristischen geometrischen<br />
Abmessungen <strong>der</strong> Kapillare LKf und LKö <strong>in</strong> Abhängigkeit von Fokusdurchmesser<br />
und <strong>Laser</strong>leistung (Materialdicke e = 2 mm).<br />
Ist die Materialdicke <strong>der</strong> Probe (e = 2 mm) h<strong>in</strong>reichend ger<strong>in</strong>g, f<strong>in</strong>det bei e<strong>in</strong>er Durchschweißung<br />
lediglich e<strong>in</strong>e Reflexion <strong>des</strong> e<strong>in</strong>fallenden <strong>Laser</strong>strahls an <strong>der</strong> Kapillarfront<br />
statt. Infolge <strong>des</strong>sen lässt sich die Neigung <strong>der</strong> Kapillare bezüglich <strong>der</strong> Vertikalen <strong>in</strong><br />
Abhängigkeit <strong>des</strong> Fokusdurchmessers df e<strong>in</strong>fach durch die Messung <strong>der</strong> Kapillarfront<br />
LKf nach Bild 3.4 bestimmen. Die Entwicklung <strong>der</strong> Kapillarneigung � ist als Funktion<br />
<strong>der</strong> Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit für unterschiedliche Fokusdurchmesser bei variieren<strong>der</strong>
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