Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Verfahrensoptimierung beim Wolfram-Plasmaschweißen durch Laserstrahlung geringer Leistung

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Das Plasmaschweißen ist ein modernes Lichtbogenschweißverfahren zur Lösung anspruchsvoller Fügeaufgaben in einem großen Blechdickenbereich. Eine weitere Verfahrensoptimierung wird durch Laserstrahlung geringer Leistung angestrebt, die eine gezielte Steuerung der Lichtbogencharakteristik sowie der Energieeinkopplung im werkstückseitigen Brennfleckbereich ermöglichen soll. Im Ergebnis von systematisch ausgeführten experimentellen und theoretischen Untersuchungen werden neue Erkenntnisse über die maßgeblichen Mechanismen der zu Grunde liegenden Beeinflussung des Plasmalichtbogens durch und in Wechselwirkung mit Laserstrahlung erwartet. Vorgesehen ist eine Bewertung des Potenzials des lasergestützten Plasmaschweißens für das Fügen von Stahl- und Aluminiumwerkstoffen. Hierbei werden die unterschiedlichen Prozessvarianten des Plasmaschweißens vom Mikroplasmaschweißen bis hin zur Stichlochtechnik in die Untersuchungen einbezogen. Charakteristisches Merkmal der technischen Umsetzung ist die konzentrische Führung des Laserstrahls durch eine Hohlkathode bzw. alternativ durch eine ringförmige Elektrode im Bereich der Brennerdüse. Vorrangiges Ziel der Forschungsarbeiten ist neben der Verbesserung der Prozessstabilität und der Erhöhung der Prozesseffizienz des Verfahrens insbesondere die quantitative Erfassung der wesentlichen Abhängigkeiten zwischen den relevanten Einflussgrößen beim simultanen Laser-Lichtbogeneinsatz.