Laser in der Materialbearbeitung Forschungsberichte des IFSW

96 5 Schweißnahtqualität
5.2.2 Spritzerentstehungsmechanismus bei einer Einschweißung
In Bild 5.10 ist die Ausbildung des maximalen Ablösewinkels der Spritzer in Abhängigkeit
von der Vorschubgeschwindigkeit anhand der lateralen Aufnahmen mit der IR-
Hochgeschwindigkeitskamera abgebildet. Insbesondere bei geringen Vorschubgeschwindigkeiten
von v < 5 m/min ist eine chaotische Spritzerablösung in alle Richtungen
um die Kapillareintrittsöffnung zu beobachten, die mit der stark fluktuierenden
Metalldampffackel korreliert. Bei einer Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit
(v � 5 m/min) findet eine gerichtete Spritzerablösung entgegen der Vorschubrichtung
statt. Dabei nimmt der maximale Ablösewinkel der Spritzer mit zunehmender Vorschubgeschwindigkeit
zu (vgl. Bild 5.8). Gleichermaßen ist die Fackel des von der
Kapillarfront abströmenden Metalldampfes vornehmlich nach hinten gerichtet (beobachtet
bei gleichem Versuchsaufbau mit einer Hochgeschwindigkeitskamera im
sichtbaren Wellenlängenbereich – ohne Abbildung). Einhergehend damit nimmt die
Anzahl der Spritzer zu, gleichwohl ihre Größe (ausgedrückt durch den augenscheinlichen
Spritzerdurchmesser) abzunehmen scheint.
v = 3 m/min
Laser
v = 9 m/min
v = 5 m/min v = 7 m/min
Laser
Laser Laser
v = 11 m/min
Laser
Bild 5.10: Trajektorien der Spritzer (Summenbild aus 80 Einzelbildern) in Abhängigkeit
der Vorschubgeschwindigkeit bei einer Laserleistung von PL = 6 kW und einem
Fokusdurchmesser von df = 400 μm zur Bestimmung des maximalen Ablösewinkels
der Spritzer �.
Das beschriebene Verhalten der Spritzerablösung ist ebenso bei anderen Fokusdurchmessern
und/oder Laserleistungen zu beobachten und als Funktion der Vorschubge-