P. von Witzendorff
M. Bielenin
J. Hermsdorf
J. P. Bergmann

Überlagerung von Strahlung eines gepulsten Festkörperlasers und eines Diodenlasers beim Schweißen von Aluminiumwerkstoffen

Schweissen und Schneiden
6
67
314-321
2015
Type: Zeitschriftenaufsatz (non-reviewed)
Abstract
In einem Forschungsvorhaben wurde der Einfluss der Überlagerung von Strahlung eines gepulsten Nd:YAG-Lasers und eines Diodenlasers beim Schweißen von Aluminiumwerkstoffen untersucht. Die Auswirkung der zusätzlichen Diodenlaserstrahhing (cw und gepulst) auf die Heißrissbildung, die erreichbare Schweißgeschwindigkeit, die Steigerung der Einschweißtiefe und die Verbesserung der Spaltüberbrückung wurden experimentell ermittelt. Das Prozessfenster zum vollständigen Durchschweißen beispielsweise eines 0,5 mm dicken Blechs ließ sich durch die Zugabe von nur 100 W Diodenlaserstrahlung erheblich vergrößern. Die Prozessgeschwindigkeit konnte bei einer vorgegebenen Schweißaufgabe um 80\% erhöht werden. Das größere Schmelzbad ermöglichte zudem eine höhere Spaltüberbrückung auf bis zu 0,1 mm bei einem 0,5 mm dicken Blech. Neben der Prozesseffektivität konnte simultan die Schweißeignung der heißrissanfälligen Aluminiumlegierungen der Gruppe 6xxx verbessert werden. Durch die Überlagerung mit der Diodenlaserstrahlung können diese Legierungen bei einer Blechdicke von 0,5 mm ohne Zusatzwerkstoff vollständig rissfrei geschweißt werden. In a research project, investigations were conducted into the influence of the superimposition of radiation from a pulsed Nd:YAG laser and a diode laser duringthewelding of aluminium materials. The effect of the additional diode laser radiation (cw and pulsed) on the hot cracking, the attainable welding speed, the rise in the weld penetration depth and the improvement in the gap bridgingwere established experimentally. It was possible to substantially widen the process window for the full-penetration welding, for example, of a 0.5 mm thick sheet by addingjust 100 W of diode laser radiation. The process speed could be increased by 80\% in the case of a stipulated welding task. Moreover, the larger molten pool permitted higher gap bridging up to as much as 0.1 mm with a 0.5 mm thick sheet. It was simultaneously possible to improve not only the process effectiveness but also the weldability of the aluminium alloys in the 6xxx group which are susceptible to hot cracking. As a result of the superimposition with the diode laser radiation, these alloys can be welded in a completely crack-free formwithout anyfiller material in the case of a sheet thickness of 0.5 mm.