Einfluss von Absorptionsmechanismen auf die Temperaturverteilung an der Kapillarwand beim Laserstrahltiefschweißen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peer Woizeschke, seit 10/2021
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 331150978

Die Energieeinbringung in die Dampfkapillare bestimmt die Kapillareigenschaften, speziell die Temperaturen an der Kapillarwand, und auch die Entstehung von Ungänzen entscheidend mit. Da bisher eine direkte Messung der Kapillarwandtemperatur nicht möglich ist, konnte nicht endgültig geklärt werden, welche Absorptionsmechanismen in welchen Anteilen in der Kapillare wirken und zum Gesamtenergieeintrag und damit zur Temperaturverteilung beitragen. Es ist ebenfalls nicht abschließend geklärt, wie die Entstehung von Ungänzen mit der Kapillarwandtemperatur in Verbindung steht.Ziel des Vorhabens ist es daher, den Zusammenhang zwischen eingekoppelter Laserenergie und der Temperaturverteilung in der Kapillare qualitativ zu beschreiben, sodass die Möglichkeit geschaffen wird, über eine gezielte Beeinflussung die Stabilität der Kapillare zu erhöhen und als Folge die Porenbildung zu verringern. Die experimentelle Bestimmung der Temperaturverteilung während des Schweißprozesses soll mit Hilfe mehrerer pyrometrischer Messungen in mit Tantal Sonden bestückten Bohrungen in verschiedenen Tiefen stattfinden, auf die sich die Kapillare zubewegt. Dadurch lassen sich die Temperaturen des vorlaufenden Schmelzbades bis zur Kapillarwandtemperatur ortsaufgelöst bestimmen. Ein Abgleich der gemessenen und der mit Hilfe von Absorptionsmodellen bestimmten Temperaturverteilungen soll Aufschluss darüber geben, welchen Anteil die verschiedenen Absorptionsmechanismen an der Temperaturverteilung in der Kapillare haben und welche Temperaturverteilungen bei der Entstehung von Prozessporen vorliegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen, bis 9/2021