31. März 2015

Die Tiefschweißschwelle neu beleuchtet

Ausgehend von den bekannten Arbeiten von Arata et al. (IIW, Doc. IV, 1978) zu den durch Bestrahlung mit rechteckigen Laserstrahlen auf dem Werkstück erzeugten Maximaltemperaturen, haben wir die entsprechenden Ausdrücke für kreisrunde Strahlen hergeleitet. Die von Arata et al. veröffentlichten Beziehungen für Laserstrahlen mit konstanter Intensität in einem quadratischen Querschnitt wurden schon früh für die näherungsweise Bestimmung der Tiefschweißschwelle herangezogen (Beck, Modellierung des Lasertiefschweißens, Dissertation, B.G. Teubner, Stuttgart 1996). Die jetzt hergeleiteten Ausdrücke gelten nun explizit für Gauß- oder Top-Hat-Strahlen mit kreisrundem Querschnitt, wie sie üblicherweise zum Schweißen eingesetzten werden und zeigen unter den gemachten Annahmen eine gute Übereinstimmung mit experimentellen Daten.

Weitere Details sind in T. Graf, P. Berger, R. Weber, H. Hügel, A. Heider, P. Stritt „Analytical Expressions for the Threshold of Deep-Penetration Welding“, Laser Physics Letters 12 (5), 056002 (2015) veröffentlicht.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Thomas Graf

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