Eigenspannungen, Spaltüberbrückung und Strahloszillation beim Laserdurchstrahlschweißen

Eigenspannungen, Spaltüberbrückung und Strahloszillation beim Laserdurchstrahlschweißen Das Laserdurchstrahlschweißen von Kunststoffen hat sich in den letzten Jahren als fester Bestandteil der industriellen Fügeverfahren etabliert. Die Verfahrenstechnische Grundlage des Laserdurchstrahlschweißens ist die strahlungsoptische Wechselwirkung zwischen den thermoplastischen Fügeteilen und der hochenergetischen Laserstrahlung. Ziel dieser Arbeit war ein erweitertes Prozessverständnis des Laserdurchstrahlschweißens in Hinblick auf Temperaturfelder, Eigenspannungen und Spaltüberbrückungsvorgänge sowie eine Erweiterung der Prozessgrenzen durch ein Strahlführungskonzept mit überlagerter Strahloszillation beim Konturschweißen. Im Rahmen der Arbeit wurden experimentelle Untersuchungen zum Kontur- und Quasisimultanschweißen durchgeführt. Weiterhin wurden numerische und analytische Methoden angewandt, um die empirischen Ergebnisse zu beschreiben. Die Resultate der Berechnungen konnten zum großen Teil experimentell verifiziert werden und können damit zur theoretischen Prozessbeschreibung eingesetzt werden. Es konnten Korrelationen zwischen Prozessparametern und der Spaltüberbrückungsfähigkeit von Schweißprozessen ermittelt werden. Weiterhin wurden Eigenspannungen experimentell ermittelt und mit den Prozessparametern korreliert. Beim Schweißen mit Strahloszillation konnten z. T. höhere Festigkeiten sowie eine verbesserte Spaltüberbrückung bezogen auf das konventionelle Konturschweißen erreicht werden.