Laser in der Materialbearbeitung Forschungsberichte des IFSW
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3.5 Kapillarausbildung bei e<strong>in</strong>er E<strong>in</strong>schweißung 41<br />
PL<br />
t ~ (3.9)<br />
d � v<br />
skaliert. Es sei angemerkt, dass <strong>der</strong> Zusammenhang aus Gleichung (3.9) <strong>in</strong> Kapitel 4.1<br />
bei weitem ausführlicher diskutiert wird.<br />
Ist die E<strong>in</strong>schweißtiefe t bekannt, lässt sich mit Gleichung (3.8) die Kapillarneigung<br />
�cal bei e<strong>in</strong>er E<strong>in</strong>schweißung berechnen. Es zeigt sich e<strong>in</strong>e überwiegend analoge Ausbildung<br />
<strong>der</strong> Kapillarneigung zu Bild 3.5 (koaxial gemessene Kapillarneigung bei e<strong>in</strong>er<br />
Durchschweißung). Diese nimmt im untersuchten Geschw<strong>in</strong>digkeitsbereich zunächst<br />
l<strong>in</strong>ear mit <strong>der</strong> Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit zu. Bei konstanter Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />
führt e<strong>in</strong>e Erhöhung <strong>der</strong> <strong>Laser</strong>leistung zu e<strong>in</strong>er Verr<strong>in</strong>gerung <strong>der</strong> Kapillarneigung,<br />
gleichwohl diese mit e<strong>in</strong>em größeren Fokusdurchmesser zunimmt (� ~ 1/I0). Demzufolge<br />
behält <strong>der</strong> formelle Zusammenhang für die Ausbildung <strong>der</strong> Kapillarneigung aus<br />
Gleichung (3.5) im Falle e<strong>in</strong>er E<strong>in</strong>schweißung se<strong>in</strong>e Gültigkeit. Setzt man die auf unterschiedliche<br />
Weise ermittelten W<strong>in</strong>kelgrößen <strong>der</strong> sich ausbildenden Kapillarvor<strong>der</strong>seiten<br />
im Falle e<strong>in</strong>er Durch- bzw. E<strong>in</strong>schweißung <strong>in</strong>s Verhältnis, ergibt sich <strong>der</strong> <strong>in</strong> Bild<br />
3.13 gezeigte Zusammenhang.<br />
gemessene � � / berechnete �� cal Neigung<br />
2,2<br />
2,0<br />
1,8<br />
1,6<br />
f<br />
1,4<br />
1,2<br />
d f = 200 μm<br />
P L = 4 kW<br />
P L = 6 kW<br />
1,0 d f = 400 μm d f = 600 μm<br />
P L = 6 kW P L = 4 kW CrNi18-10<br />
0,8<br />
0 2 4 6 8 10 12<br />
Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit <strong>in</strong> m/m<strong>in</strong><br />
Bild 3.13: Verhältnis zwischen <strong>der</strong> koaxiale gemessenen � (Bild 3.5) und <strong>der</strong> bei e<strong>in</strong>er<br />
E<strong>in</strong>schweißung berechneten �cal (Bild 3.12) Neigung <strong>der</strong> Kapillarfront <strong>in</strong> Abhängigkeit<br />
<strong>der</strong> Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit für unterschiedliche Intensitätswerte.<br />
Zunächst zeigt sich, dass für alle Fokusdurchmesser und/o<strong>der</strong> <strong>Laser</strong>leistungen die koaxial<br />
gemessene Kapillarneigung � (siehe Bild 3.5) größer ist als die anhand <strong>der</strong> E<strong>in</strong>schweißtiefe<br />
berechneten Kapillarneigung �cal (siehe Bild 3.12). Während im Bereich<br />
von Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeiten bis v = 4 m/m<strong>in</strong> e<strong>in</strong> mittleres Verhältnis von 1,6 vorliegt,<br />
spalten sich die Kurven mit zunehmen<strong>der</strong> Vorschubgeschw<strong>in</strong>digkeit <strong>in</strong> Abhän-
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