Grundlagenuntersuchungen zum Plasma-Laser-Hybridschneiden

等离子激光混合切割的基础研究

• 批准号: 5447301
• 负责人: Dr.-Ing. Ralf Versemann
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Werkstoffkunde (IW)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2007-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5447301?language=en
• 关键词: Grundlagenuntersuchungen; zum; Plasma; Laser; Hybridschneiden

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es erstens, mit der Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zum Hybridschneiden metallischer Werkstoffe mittels einer Kombination aus Plasma- und Laserschneiden die Schnittqualität und die Schnittgeschwindigkeit zu erhöhen. Der zweite Schwerpunkt ist die gezielte Beeinflussung des Plasmastrahls mit dem Laser um so eine Führung des Plasmafußpunktes zu erreichen. Damit lassen sich für das Schweißen relevante Fugengeometrien, z.B. HY-Naht, in einem Arbeitsgang erzeugen. Dazu erfolgen zunächst theoretische Betrachtungen und experimentelle Grundlagenuntersuchungen zu den Wechselwirkungen zwischen Laserstrahl, Plasmastrahl und Werkstück. Wesentliche Fragestellungen sind die Analyse des Energieeintrages ins Werkstück in Blechdickenrichtung und die geometrische Ausbildung des Schnittfugen- und Schnittflächenprofils. Dabei werden zwei unterschiedliche Lasertypen, ein Diodenlaser (Wellenlänge ¿ 808 und 940 nm) und ein Nd:YAG-Laser (Wellenlänge X=1064 nm) berücksichtigt. Neben der Wellenlänge unterscheiden sie sich erheblich in der Strahlqualität, was einen Einfluss auf die Schnittqualität und Schneidgeschwindigkeit erwarten lässt. Die Untersuchungen fokussieren sich auf die Erhöhung der Schneidgeschwindigkeit und der Schnittqualität im mittleren Blechdickenbereich. Im Blickfeld der Untersuchungen stehen drei unterschiedliche Werkstoffgruppen, unlegierter Stahl, CrNi-Stahl und Aluminium. Aus den Hybridverfahren Laser-Plasma-Schweißen bzw. Laser-MIG/MAG/WIGSchweißen ist bekannt, dass die verwendeten Gase einen entscheidenden Einfluss auf das Bearbeitungsergebnis haben. Deshalb sollen im Rahmen dieses Forschungsvorhabens unterschiedliche Laserschneidgase zum Einsatz kommen. Abhängig vom zu trennenden Material wird ebenfalls die Plasmaschneidtechnologie bezüglich Plasmagas angepasst. Ein weiterer entscheidender Parameter ist die geometrische Anordnung des Laser und Plasmastrahls zueinander. Aufbauend auf den Grundlagenuntersuchungen an unlegiertem Stahl sollen im dritten Antragsjahr die Wechselwirkungsmechanismen an den Materialien Aluminium und CrNiStahl durchgeführt werden.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es erstens，mit der Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zum Hybridschneiden metallischer Werkstoffe mittels einer Combination aus Plasma- und Laserschneiden die Schnittqualität und die Schnittgeschwindigkeit zu erhen.第二个Schwerpunkt是用激光器对等离子体束进行的一种直接影响，因此它是等离子体束的一种形式。Damit lassen sich für das Schweißen relevante Fugengeometrien，z.B.在一个工作岗位上。因此，我们必须从理论上和实验上研究激光、等离子体和工件的焊接原理。碎片的存在是对Blechdickenrichtung和Schnittfugen- und Schnittflächenprofils的几何结构中Werkstück能量的分析。Dabei韦尔登有两种不同类型的激光器，一种是二极管激光器（波长为808和940 nm），另一种是Nd：YAG激光器（波长为X=1064 nm）。在健康的环境中，她在Strahlqualität中的表现是一种对Schnittqualität和Schneidgeschwindigkeit的影响。该Untersuchungen fokussieren sich auf die Erhöhung der Schneidgeschwindigkeit und der Schnittqualität im mittleren Blechdickenbereich.在Blickfeld的工厂有三个不同的工厂，包括斯塔尔，CrNi-斯塔尔和铝。来自激光等离子体-Schweißen bzw的混合激光器。激光/MAG/WIG-Schweißen是已知的，因为已知的气体对轴承产生影响。因此，在拉曼光谱中，研究人员可以利用激光束进行测量。从材料的角度看，等离子体技术是等离子体辅助技术。Ein weiterentscheidender参数是激光和等离子体射线的几何异常。在过去的一年里，由于基础材料的不足，斯塔尔在焊接过程中遇到了困难，铝和铬镍斯塔尔在韦尔登过程中遇到了困难。