SCHMELZBADINSTABILITÄTEN WÄHREND DES LASERSTRAHL

SCHMELZBADINSTABILITÄTEN WÄHREND DES LASERSTRAHLMIKROSCHWEISSENS VON METALLISCHEN FOLIEN
Andreas Patschger, Michael Seiler, Jens Bliedtner
Ernst-Abbe-Hochschule Jena, Carl-Zeiss-Promenade 2, D-07745 Jena
Während des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien zum Aufbau von Vakuum-Isolations-Paneelen oder
Wärmetauscherstrukturen können aufgrund des Einsatzes von hochbrillanten Strahlquellen und schnellen
Strahlablenkeinheiten große Vorschubgeschwindigkeiten erzielt werden. Dabei begrenzt das Auftreten des HumpingEffekts mit unerwünschten Nebeneffekten wie Randkerbenbildung und Nahtimperfektionen bei einer kritischen
Vorschubgeschwindigkeit die Produktivität. Gegenstand dieser Arbeit ist die Charakterisierung der Abhängigkeit der
kritischen Geschwindigkeit von Leistung, Materialstärke, Fokusdurchmesser und Werkstoffeigenschaften. Mithilfe der
Hochgeschwindigkeitsvideografie und Mikroschliffen können die genannten Abhängigkeiten auf Basis der RayleighPlateau-Instabilität eines zerfallenden Flüssigkeitsstrahls bestimmt und durch das Verhältnis von Schweißbadlänge zum
Fokusdurchmesser klassifiziert werden. Dadurch ist es möglich, ein Zerfallskriterium für die Schmelzbadinstabilitäten
im Mikroschweißen zu definieren.
Kurzfassung mit maximal 10 Zeilen.
kapillarbestimmt + Pre-Humping
kapillar + Pre-Humping max
60
50
Humping
Humping min
Humping-Regime
l/df
40
30
20
10
kapillarbestimmt + Pre-Humping
0
800
1000
1200
1400
Geschwindigkeit [mm/s]
1600
1800