dung der Schweißnaht wird von verschiedenen Parametern beeinflußt. Allen Schweißanwendungen
mit dem Laser ist gemeinsam, daß nur dann hohe Bearbeitungsqualitäten erzielt werden, wenn die
Vorbereitung der Bauteile und die Prozeßparameter exakt angepaßt und eingehalten werden (Tab. 1).
'!Laserparameter ı Maschinenparameter ; Bauteilparameter | Werkstoffparameter
„gepulster Betrieb: Strahlführung: Nahtgeometrie: (z. B.) ' Werkstoff:
'- Pulsdauer, -energie - Lichtleitfaser - Stumpfnaht - chem. Zusammenstzg.
- Pulsfrequenz - Spiegel ) - Überlappungsnaht - Werkstoffkombination
Dauerstrichbetrieb: Fokussierung: Nahtvorbereitung: Gefügezustand,
- Laserleistung - Brennweite - Spaltbreite Materialauswurf:
- Vorschub - Fokuslage - Versatz der Kanten - flüssig, Dampf,
- Mismatching Pı/vr_ - Tiefenschärfe - Kantenmorphologie _ionisiert
Strahlqualität: Prozeßgas: Oberflächenzustand, phys. Eigenschaften:
- Intensität, Divergenz - Art, Zusammensetzung Beschichtung: - Dichte, spez. Wärme
- Polarisation - Druck, Zuführung - Art, Dicke - Wärmeleitung
Wellenlänge: Einstrahlwinkel: Bauteilstärke: Strahlabsorption:
- CO, (10,6um) - unter 90° - Wärmefront - Rauhigkeit
- Nd:YAG (1,064um) ı - stechend, schleppend -therm. Zeitkonstante - Reflexion
Tabelle 1: Einflußgrößen beim Laserstrahlschweißen
Für das Schweißergebnis ist neben der Einschweißtiefe das aufgeschmolzene Volumen von Bedeu-
tung. Dieses hängt von der eingebrachten Streckenenergie Es ab. Unter der Annahme einer konstan-
ten Wärmequelle (Laser) kann die Streckenenergie Es definiert werden.
P,
Ey
Hd
Mit zunehmender Laserleistung nehmen Einschweißtiefe und Nahtbreite zu; ab Erreichen des
Schwellwertes für den Tiefschweißeffekt vergrößert sich die Nahttiefe gegenüber der Breite in stär-
kerem Maße. Demnach besteht der wesentlichste Unterschied zu konventionellen Schweißverfahren
in der schmaleren Nahtgeometrie. Die infolge hoher Leistungsdichte und schneller Vorschubge-
schwindigkeit kleinen Schweißbäder besitzen ein geringes Wärmereservoir. Entsprechend den
Temperaturgradienten in den umliegenden kalten Werkstoff kühlen diese Schweißnähte rasch ab.
Die Reichweite der thermischen Belastung in den Grundwerkstoff hinein ist gering.
Beschreibung der Gefügeausbildung an verschiedenen Werkstoffen und Werkstoffkombinationen
Die Entstehung und Ausbildung der Schweißnaht unter Einsatz des Laserstrahlschweißverfahrens
weicht z.T. erheblich von der Gefügeausbildung konventioneller Wärmeleitungsschweißverfahren,
bezüglich Schweißzone (SZ), Wärmeeinflußzone (WEZ) und Übergangszone ab. Das geringe Wär-
mereservoir der kleinen Schweißbäder begünstigt eine erhöhte Abkühlgeschwindigkeit des vorhan-
denen Schmelzvolumens der Schweißnaht. Die entstehenden Mikrostrukturen werden an laserge-
schweißten Verbindungen aus Baustahl, unlegierten und hochlegierten Stählen mit Blechdicken von
2 bis 3 mm folgender Paarungen untersucht‘
1. gleiche Paarungen 2. ungleiche Paarungen
- St52 / St52 - St52 / Austenit
- C35 AC35 - St52 / Duplex
- Austenit / Austenit' - Austenit / Duplex
- Duplex / Duplex*
' X1CrNiMoCuN 25-20-5
* X2CrNiMoN 22-5-3
00
