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Marius Gipperich

    Untersuchung eines Zweistrahlprozesses als Ansatz zur Prozessstabilitätserhöhung des drahtbasierten Laserauftragschweißens
    • 2023

      Das drahtbasierte Laserauftragschweißen (LMD-w) bietet hohe Auftragraten und Genauigkeit, leidet jedoch unter geringer Prozessstabilität aufgrund der komplexen Draht-Schmelzbad-Interaktion, was seine industrielle Anwendung einschränkt. Diese Arbeit untersucht einen Zweistrahlprozess, der den kontinuierlichen Laser mit einem gepulsten Laserstrahl kombiniert, um die Prozessstabilität zu verbessern. Der Untersuchungswerkstoff war ein Cr- und Mn-legierter Sonderwerkzeugstahl. Zunächst wurden die Wirkmechanismen des gepulsten Laserstrahls erforscht. Es wurde festgestellt, dass die pulslaserinduzierte Verdampfung an der Werkstückoberfläche eine Dampfwolke erzeugt, die den Prozess beeinflusst. Diese Dampfwolke erhöht die Absorption und damit die Abschmelzleistung, während die Viskosität des Schmelzbades sinkt. Zudem verändert die bei der Verdampfung entstehende Kraft die Geometrie des Schmelzbades. Im nächsten Schritt wurde analysiert, wie der modulierte Laserstrahl zur Stabilisierung beim Auftrag von Einzelschweißraupen beiträgt. Die Dampfwolke stabilisiert die Schmelzbadform und verhindert das Abreißen der Verbindung zwischen Draht und Schmelzbad. Die stabilen Prozessfenster sind bei Zweistrahlprozessen größer als bei Einstrahlprozessen. Schließlich wurde die Übertragung auf die Fertigung dreidimensionaler Geometrien untersucht, wobei eine Verbesserung der Oberflächen- und Gefügequalität nachgewiesen wurde. Die Ergebnisse belegen d

      Untersuchung eines Zweistrahlprozesses als Ansatz zur Prozessstabilitätserhöhung des drahtbasierten Laserauftragschweißens