Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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K: Kurzzeitphysik

K 7: Laser-Anwendungen/-Materialbearbeitung

K 7.7: Vortrag

Donnerstag, 18. März 1999, 18:00–18:15, GE1

Einfluß der Laserstrahlung auf die Plasmadynamik beim lichtbogenunterstützten Laserstrahlschweissen — •M. Aden, E. W. Kreutz und R. Poprawe — Lehrstuhl für Lasertechnik, RWTH Aachen, Steinbachstraße 15, D-52074 Aachen

Beim Lichtbogen- und lichtbogenunterstützten Laserstrahlschweissen von Stahl (St52) ist die Temperaturverteilung im Plasma mittels Emissionsspektroskopie gemessen worden. In beiden Verfahren tritt ein stabiles Plasma auf, dessen Temperatur beim WIG-Lichtbogenschweissen größer ist als beim lichtbogenunterstützten Nd:YAG-Laserstrahlschweissen. Das Plasma hat beim lichtbogenunterstützten Laserstrahlschweissen eine größere laterale Ausdehnung als beim Lichtbogenschweissen. Im Falle einer Aluminiumlegierung (AlMg3) ist lediglich während des lichtbogenunterstützten Laserstrahlschweissens ein stabiles Plasma zu detektieren. Dessen Temperaturverteilung ähnlich der des Lichtbogenschweissens von Stahl ist. Zur Interpretation der Ergebnisse und Simulation des gasdynamischen Zustands des Plasmas ist ein Modell erstellt worden. Es beschreibt den Einfluß des Anodenfalls und der laserinduzierten Dampfkapillaren auf die Lichtbogensäule und ist somit in der Lage die unterschiedliche Temperaturverteilung der beiden Verfahren zu erklären. Mit dem Modell sind die Temperaturverteilung, die Stromdichte und das Geschwindigkeitsfeld des Plasmas für die Bearbeitung von Eisen und Aluminium berechnet worden.