Robuste Prozessführung beim Laserstrahl-Mikroschweißen mit hochbrillanten Strahlquellen

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Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung eines neuartigen, scannerbasierten Schweißverfahrens, dem Mikroring-Schweißen. Dieses Verfahren bietet eine Alternative zu herkömmlichen Punktschweißmethoden und zeichnet sich durch eine verbesserte Prozessbeherrschbarkeit aus. Beim Mikroring-Schweißen wird eine kreisförmige Schweißkontur mehrfach umfahren, wodurch ein steuerbarer Wärmestau entsteht, der ein präzise kontrollierbares Schmelzbad in Tiefe und Durchmesser erzeugt. Die Form des Schmelzbades kann innerhalb der Verfahrensgrenzen flexibel skaliert werden, was besonders vorteilhaft für Überlapp-Verbindungen ist. Um das Verfahren für die Mikrotechnik zu qualifizieren, werden die Bedingungen untersucht, die eine verbesserte Prozessbeherrschbarkeit ermöglichen. Dazu werden verschiedene Methoden zur Prozessdiagnostik vorgestellt. Es werden charakteristische Verfahrensparameter und -grenzen ermittelt, wobei die Diagnostikmethoden in Verbindung mit Simulationsmodellen zur Analyse des Prozesses verwendet werden. An einem Fallbeispiel wird demonstriert, wie das Mikroring-Schweißen einen robusten, beherrschbaren Schweißprozess ermöglicht und wie charakteristische Prozessmerkmale zur Ergebniskontrolle genutzt werden können. Abschließend werden weitere Möglichkeiten erörtert, die sich aus der Kombination zyklischer Strahlbewegungen mit linearen Vorschubbewegungen ergeben.