Entwicklung und Analyse neuartiger Verfahrensvarianten zum quasisimultanen Laserdurchstrahlschweißen unter Berücksichtigung der Temperaturentwicklung

Das Laserdurchstrahlschweißen bietet zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Schweißverfahren. Beim Einsatz des Laserdurchstrahlschweißens steht ein transparentes Bauteil mit einem Absorbierenden in der Fügezone in Kontakt. Der Laserstrahl erwärmt den absorbierenden Fügepartner. Durch Wärmeleitung wird das Transparente ebenfalls erwärmt. Tritt ein Spalt zwischen den Bauteilen auf, kommt es zu höheren Temperaturen in diesen Fehlstellenbereichen. In der vorliegenden Arbeit wird zur Detektion und Bewertung solcher Fehlstellen die Temperaturentwicklung beim Quasisimultanschweißen näher analysiert. Durch die Integration eines Pyrometers in das Laserscansystem wird die Temperaturentwicklung in der Schweißnaht während des Schweißprozesses gemessen und auf diese Weise mögliche Fehlstellen identifiziert. Mithilfe eines entwickelten Regelalgorithmus können nach der Detektion der Fehlstelle die Prozessparameter so angepasst werden, dass es zu keiner thermischen Schädigung der Schweißnaht kommt. Neben der Entwicklung des Regelalgorithmus wurde zusätzlich ein Laserdurchstrahlschweißen ohne Spannmaske entwickelt, um damit eine kontaktlose Temperaturmessung an Realbauteilen zu erleichtern. Da die Auswahl des Fügeverfahrens ebenfalls stark von der Kompatibilität der eingesetzten Materialien abhängig ist, wurde für das Quasisimultanschweißen untersucht, inwiefern eine Atmosphärendruck-Plasmavorbehandlung die Verbundfestigkeit von inkompatiblen sowie kompatiblen Materialien verbessert.