Laser in der Materialbearbeitung Forschungsberichte des IFSW

68 4 Nutzen und Grenzen guter Fokussierbarkeit
df � 200 μm die maximal erreichbare Einschweißtiefe zu einer größeren negativen Fokuslage
(siehe eingezeichneter Pfeil in Bild 4.19).
Einschweißtiefe in mm
6
5
4
3
2
1
WLS
P L = 3 kW
d f = 100 μm
d f = 200 μm
d f = 600 μm
AlMgSi1
0
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
Fokuslage in mm
6
5
4
3
2
1
P L = 6 kW
d f = 100 μm
d f = 200 μm
d f = 600 μm
CrNi18-10
0
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
Fokuslage in mm
Bild 4.19: Einfluss der Laserleistung auf die Einschweißtiefe als Funktion der Fokuslage
für die Werkstoffe AlMgSi1 und CrNi18-10(v = 5 m/min).
Einhergehend mit der Verschiebung der maximalen Einschweißtiefe, lassen sich die
Prozessgrenzen durch die Leistungserhöhung erweitern. In Bild 4.20 ist die auf
z = 0 mm bezogene prozentuale Tiefenänderung der Einschweißtiefe in Abhängigkeit
der Fokuslage dargestellt. Beide Werkstoffe zeigen unabhängig von der Laserleistung
bei positiver Fokuslage einen nahezu deckungsgleichen Abfall der Einschweißtiefe für
die einzelnen Fokusdurchmesser. Dagegen führt bei negativer Fokuslage die Leistungserhöhung
neben einer Verschiebung der maximalen Einschweißtiefe zu einer
deutlichen Aufweitung des prozesssicheren Schweißbereichs.
Tiefenänderung in %
140
120
100
80
60
40
140
AlMgSi1 CrNi18-10
120
20
WLS
0
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
Fokuslage in mm
100
80
60
40
P L = 3 kW P L = 6 kW
20
0
d f = 100 μm
d f = 200 μm
d f = 600 μm
d f = 100 μm
d f = 200 μm
d f = 600 μm
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
Fokuslage in mm
Bild 4.20: Auf die Fokuslage z = 0 mm (= 100%) bezogene Tiefenänderung als Funktion
der Fokuslage bei den Laserleistungen PL = 3 kW bzw. 6 kW bei AlMgSi1 und
CrNi18-10 (v = 5 m/min).