Durchmischung beim Laserstrahltiefschweißen unter dem Einfluss niederfrequenter Magnetfelder

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Durch die Ausnutzung elektromagnetischer Volumenkräfte ist eine berührungslose Manipulation des Schmelzbades beim Laserstrahltiefschweißen möglich. Um damit die Schmelzbaddurchmischung beim Schweißen mit Zusatzwerkstoff zu verbessern, wurden koaxial zum Laserstrahl verlaufende niederfrequente Magnetfelder eingesetzt. Ziel dieser Arbeit war es, den dominierenden Wechselwirkungsmechanismen für den Fall niederfrequenter Magnetfelder beim Laserstrahlschweißen zu bestimmen und die Auswirkungen hinsichtlich der erzielten Elementverteilung herauszuarbeiten. Dabei konnte anhand von experimentellen und numerischen Untersuchungen die Dominanz einer strömungsinduzierten und als periodischer Strömungswiderstand wirkenden Volumenkraft festgestellt werden, die zu einer periodischen Umlenkung der Schmelzbadströmung führt. Anhand eines neuartigen Verfahrens zur Bestimmung der Inhomogenität einer Elementverteilung konnte zudem gezeigt werden, dass diese niederfrequente Strömungs-manipulation zu einer signifikanten Verbesserung der Homogenität der Elementverteilung in der geschweißten Naht beiträgt.