Potentiale angepasster Intensitätsverteilungen für laserbasierte Fügeprozesse. - In: Lasermaterialbearbeitung in der digitalen Produktion, (2016), S. 113-123
Die Grundlage der Materialbearbeitung mittels Laserstrahlung bildet die Umwandlung elektromagneti-scher Energie in Wärme, was die Ausbildung eines orts- und zeitabhängigen Temperaturfeldes zur Folge hat, das wiederum von zahlreichen Randbedingungen abhängt. Dieses vorliegende Temperatur-Zeit-Profil ist ursächlich für positive wie auch negative Effekte bei den meisten Lasermaterialbearbeitungsprozessen. Eine Anpassung des Temperatur-Zeit-Profils an die gegebenen Randbedingungen einer Bearbeitungsaufgabe, bspw. die Berücksichtigung werkstofflicher Besonderheiten oder geometrischer Wärmeleitungsbedingungen, kann über die Intensitätsverteilung des auf dem Werkstück abgebildeten Laserstrahls erfolgen. Dies stellt die Erweiterung des Parameterraums eines Bearbeitungsprozesses über die klassischen Stellgrößen, u.a. Laserleistung, Bearbeitungsgeschwindigkeit und Fokuslage, hinaus dar. In diesem Beitrag wird das Potential prozessangepasster Intensitätsverteilungen also Lösungsansatz für typische Herausforderungen bei laserbasierten Fügeprozessen aufgezeigt. Beispielhaft geschieht dies für das gepulste Laserstrahlschweißen von heißrissanfälligen Aluminiumlegierungen der EN AW 6xxx-Serie ohne Zusatzwerkstoff, für das Reduzieren von Spritzern beim Schweißen hochlegierter Stahlbleche bei mittleren und hohen Geschwindigkeiten sowie für die Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit beim laserbasierten thermischen Fügen von Thermoplasten mit Metallen.
Diffusionsbasiertes Fügen von Aluminium-Kupfer-Mischverbindungen durch kontrollierte Bildung eines Eutektikums. - In: Metall, ISSN 0026-0746, Bd. 70 (2016), 11, S. 446-448
Laser-based joining of thermoplastics to metals: influence of varied ambient conditions on joint performance and microstructure. - In: International journal of polymer science, ISSN 1687-9430, (2016), Article ID 5301081, insges. 9 S.
Laser-based joining of thermoplastics to metals shows a great potential for functional design especially in terms of lightweight constructions. In the joining process, the joining speed and the energy per unit length, respectively, show an influence on time-temperature profiles measured in the joining zone. The time-temperature profile affects the joining zone and consequently the joint behavior in mechanical testing. In the current investigation, the joining zone was characterized by the melting layer. Moreover, the mechanical properties of the joint by tensile shear testing and the fracture mode were investigated. Based on the results obtained, three sets of joining speeds/energies per unit length with different mechanical behaviors were selected for further investigations under varied ambient conditions. Thereby, the influence of outdoor weathering as well as aging above the glass transition temperature of the plastic part on the joints performance was compared with the nonaged joints.
http://dx.doi.org/10.1155/2016/5301081
Optimisation strategy for the laser beam welding of high-alloyed steels :
Optimierungsstrategie zum Laserstrahlschweißen hochlegierter Stähle. - In: Schweissen und Schneiden, ISSN 0036-7184, Bd. 68 (2016), 9, S. 584-590
Beim Laserstrahlschweißen von hochlegierten Stählen ohne Heftungen oder Einsatz von massiven Spannsystemen treten relative Verschiebungen der Fügepartner auf, die zum Prozessabbruch führen. In einem Forschungsvorhaben wurde eine Vorgehensweise unter Verwendung einer zusätzlichen Wärmequelle entwickelt, um die auftretenden relativen Verschiebungen während des Fügeprozesses zu kompensieren. Dazu wird durch einen lokal begrenzten Temperatureintrag die ursächliche Schrumpfung in der Schweißnaht reduziert und damit die Scherbewegung verringert. Dies führt unmittelbar zu einer Steigerung der Schweißtnahtlänge und konnte im Rahmen des Vorhabens an Blechen der Stahlsorte 1.4301 (X5CrNi18-10) mit einer Dicke von 0,5, 1 und 2 mm numerisch und experimentell dargestellt werden. Mithilfe der Kopplung von erarbeiteten numerischen Modellen mit Optimierungswerkzeugen konnten durch eine Sensitivitätsanalyse die entscheidenden Einstellgrößen identifiziert werden. Im Anschluss erfolgte die Auswahl eines geeigneten Metamodels, das für die Optimierungsaufgabe genutzt wurde, mit dem Ziel der Verringerung der Verschiebung an einer definierten Stelle. Die Forschungsergebnisse zeigen, wie durch die Verknüpfung von numerischen Modellen mit Optimierungsalgorithmen komplexe Berechnungen vereinfacht werden können.
Effizientes MSG-Auftragschweißen und Nacharbeit von Verschleißschutzschichten. - In: DVS Congress 2016, (2016), S. 365-370
Wechselwirkungen zwischen Schweißprozess und Industrieroboter beim Rührreibschweißen. - In: DVS Congress 2016, (2016), S. 300-305
Additive Fertigung von 3D-Verbundstrukturen mittels MSG-Schweißen. - In: DVS Congress 2016, (2016), S. 75-80
Single side resistance spot welding of polymer-metal-hybrid structurs. - In: 2. Internationale Konferenz Euro Hybrid Materials and Structures, (2016), S. 236-240
https://edocs.tib.eu/files/e01fn16/859763315.pdf
Laser-based joining of thermoplastics to metals: influence of varied ambient conditions on joint performance and microstructure. - In: 2. Internationale Konferenz Euro Hybrid Materials and Structures, (2016), S. 36-37
https://edocs.tib.eu/files/e01fn16/859763315.pdf
Critical approach to the parameters of the diffusion bonding process using the example of 1.1191. - In: Brazing, high temperature brazing and diffusion bonding, (2016), S. 156-160