Selbstkonsistentes Modell für das Laser-WIG/Plasma-Hybridschweißen im Wärmeleitungmodus

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Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines selbstkonsistenten Modells, das die physikalischen Vorgänge beim Laser-WIG und Laser-Plasma-Hybridschweißen im Wärmeleitungsmodus beschreibt und die Bestimmung der Mechanismen zur Erhöhung der Einschweißtiefe bei diesen Prozessen ermöglicht. Dies führt zu einem erheblichen Erkenntnisgewinn, da der Effekt einer Erhöhung der Einschweißfähigkeit beim Laser-WIG und Laser-Plasma-Hybridschweißen zwar grundsätzlich bekannt ist, die Ausprägung des Effektes in Abhängigkeit der beteiligten komplexen physikalischen Mechanismen jedoch noch nicht ausreichend beschrieben wurde. Das selbstkonsistente Modell wird auf Basis gekoppelter Teilmodelle entwickelt, welche aktuelle Erkenntnisse über die wesentlichen physikalischen Faktoren und Wechselwirkungsmechanismen zwischen dem Lichtbogen, dem Laserstrahl und dem metallischen Grundwerkstoff berücksichtigen. Auf Basis dieses Modells werden dann die Mechanismen zur Erhöhung der Einschweißtiefe beim Laser-WIG- und Laser- Plasma- Hybridschweißen im Wärmeleitungsmodus in Abhängigkeit der technologischen Parameter bestimmt. Dazu werden sowohl theoretische als auch experimentelle Methoden angewendet. Die gewonnenen Erkenntnisse erlauben es, die potentiellen technologischen Möglichkeiten des Laser-WIG- und Laser- Plasma-Hybridschweißens im Wärmeleitungsmodus im Ganzen und den Einsatz der Laserstrahlung (auch bei geringer Strahlleistung) als Aktivierungsmöglichkeit zur Erhöhung der Einschweißtiefe im Besonderen offenzulegen. Damit werden die Vorteile der hochqualitativen Nahtgüte bei günstiger Wärmeeinbringung als Alternative zum Hybridschweißen mit Dampfkapillare nutzbar.