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Grundlegende Untersuchungen zum Prozessverständnis des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien
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| Titel: | Grundlegende Untersuchungen zum Prozessverständnis des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien/ Andreas Patschger |
| Hochschulschriftenvermerk: | Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2016 |
| Format: | E-Book Hochschulschrift |
| Sprache: | Deutsch |
| veröffentlicht: |
Ilmenau
Universitätsverlag Ilmenau
2016
Ilmenau Universitätsbibliothek 2016 |
| Gesamtaufnahme: |
Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung ; Band 3
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| Erscheint auch als: | Patschger, Andreas, Grundlegende Untersuchungen zum Prozessverständnis des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien, Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2016, 243 Seiten |
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Während des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien beeinträchtigen der thermisch induzierte Verzug und die daraus resultierende Spaltbildung den reproduzierbaren Schweißprozess. Der freie, unbehinderte Verzug steigt exponentiell mit sinkender Materialstärke an. Daher muss der Verzug durch Maßnahmen der Prozessführung und durch eine optimierte Spannvorrichtung minimiert werden. Dafür werden die Einflüsse auf den Verzug und die korrespondierenden Temperaturfelder untersucht und Regeln für die verzugsarme Bearbeitung abgeleitet. Diese betreffen die Gestaltung des Schweißregimes, die Wahl von Fokusdurchmesser und Péclet-Zahl für den Schweißprozess sowie das eingesetzte Strahlprofil. Zusätzlich erreicht ein neuartiges Spannkonzept für metallische Folien einen minimierten Verzug zwischen den Fügepartnern. Aufgrund von prozessbedingten Schwankungen und äußeren Einflussfaktoren variiert die Schweißnahttiefe und kann zu ungenügender Anbindung der Fügepartner führen. Daher sind Durchschweißungen für das prozesssichere Mikroschweißen notwendig. Das Prozessfenster für Durchschweißungen in Abhängigkeit von der Leistung und von der Vorschubgeschwindigkeit hat daher eine große Bedeutung für die Prozessführung. Das Prozessfenster wird durch die Prozessgrenzen bestimmt, welche in Abhängigkeit vom Aspektverhältnis und von der bezogenen Leistung beschrieben werden können. Ein weiterer prozesslimitierender Einfluss ergibt sich durch den Humping-Effekt, der den Anbindungsquerschnitt und die Festigkeit der Schweißverbindung beeinträchtigt. Basierend auf dem Modell der Rayleigh-Plateau-Instabilität kann durch das Verhältnis von Schmelzbadlänge zu Fokusdurchmesser der Eintritt des Humping-Effekts abgeschätzt werden. Der Vergleich von verschiedenen hochlegierten Stählen zeigt, dass sich die gewonnen Ergebnisse im Mikroschweißen auf die untersuchten Stähle übertragen lässt. Während der Bearbeitung der ergänzend charakterisierten Titan- und Aluminiumwerkstoffe lassen sich die gleichen Prozessphänomene im Mikroschweißprozess beobachten, die aufgrund der differierenden thermomechanischen Eigenschaften bei anderen Werten der Prozessgrößen auftreten., Systemvoraussetzung: Acrobat reader., Langzeitarchivierung gewährleistet pdager, Archivierung/Langzeitarchivierung gewährleistet pdager DE-27, Hochschulschrift (DE-588)4113937-9 (DE-627)105825778 (DE-576)209480580 gnd-content, s (DE-588)4074024-9 (DE-627)106091034 (DE-576)209192178 Laserschweißen gnd, s (DE-588)4279520-5 (DE-627)104390476 (DE-576)210745053 Mikroschweißen gnd, s (DE-588)4003892-0 (DE-627)10638838X (DE-576)208853111 Austenitischer Stahl gnd, s (DE-588)4132413-4 (DE-627)105687928 (DE-576)209635355 Chrom-Nickel-Stahl gnd, (DE-627), Bergmann, Jean Pierre 1972- AkademischeR BetreuerIn (DE-588)137074212 (DE-627)589282603 (DE-576)302128441 dgs, Schaaf, Peter 1963- Sonstige Person, Familie und Körperschaft (DE-588)137351313 (DE-627)59211239X (DE-576)303199490 oth, Bliedtner, Jens 1962- Sonstige Person, Familie und Körperschaft (DE-588)1037883314 (DE-627)75639662X (DE-576)391919741 oth, Technische Universität Ilmenau Grad-verleihende Institution (DE-588)2125187-3 (DE-627)121097897 (DE-576)194247589 dgg, Universitätsverlag Ilmenau Verlag (DE-588)7635051-4 (DE-627)517664305 (DE-576)288339606 pbl, Ilmenau (DE-588)4026566-3 (DE-627)104745495 (DE-576)208967060 uvp, 9783863601362, Erscheint auch als Druck-Ausgabe Patschger, Andreas Grundlegende Untersuchungen zum Prozessverständnis des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2016 243 Seiten (DE-627)860174492 (DE-576)475737075 386360136X 9783863601362, Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung Band 3 3 (DE-627)798951516 (DE-576)416286933 (DE-600)2797054-1 ns, http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000193 Resolving-System kostenfrei Volltext, https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00029143 V:DE-601 B:DE-Ilm1 text/html Verlag ilmedia/DBT kostenfrei Volltext, http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000193 2016-07-07 Resolving-System Volltext, http://d-nb.info/1104960826/34 2016-07-07 Langzeitarchivierung Nationalbibliothek Volltext, https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00029143 2016-07-07 Verlag kostenfrei Volltext, https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00029143 LFER, LFER 2019-07-22T00:00:00Z |
| spellingShingle | Patschger, Andreas, Grundlegende Untersuchungen zum Prozessverständnis des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien, Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung, Band 3, Für die prozesssichere Anwendung des Laserstrahl-Mikroschweißens im industriellen Umfeld ist die Kenntnis des Prozesses von immanenter Bedeutung. Daher wird in vorliegender Arbeit der Laserstrahl-Mikroschweißprozess anhand von metallischen Folien systematisch charakterisiert. Während des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien beeinträchtigen der thermisch induzierte Verzug und die daraus resultierende Spaltbildung den reproduzierbaren Schweißprozess. Der freie, unbehinderte Verzug steigt exponentiell mit sinkender Materialstärke an. Daher muss der Verzug durch Maßnahmen der Prozessführung und durch eine optimierte Spannvorrichtung minimiert werden. Dafür werden die Einflüsse auf den Verzug und die korrespondierenden Temperaturfelder untersucht und Regeln für die verzugsarme Bearbeitung abgeleitet. Diese betreffen die Gestaltung des Schweißregimes, die Wahl von Fokusdurchmesser und Péclet-Zahl für den Schweißprozess sowie das eingesetzte Strahlprofil. Zusätzlich erreicht ein neuartiges Spannkonzept für metallische Folien einen minimierten Verzug zwischen den Fügepartnern. Aufgrund von prozessbedingten Schwankungen und äußeren Einflussfaktoren variiert die Schweißnahttiefe und kann zu ungenügender Anbindung der Fügepartner führen. Daher sind Durchschweißungen für das prozesssichere Mikroschweißen notwendig. Das Prozessfenster für Durchschweißungen in Abhängigkeit von der Leistung und von der Vorschubgeschwindigkeit hat daher eine große Bedeutung für die Prozessführung. Das Prozessfenster wird durch die Prozessgrenzen bestimmt, welche in Abhängigkeit vom Aspektverhältnis und von der bezogenen Leistung beschrieben werden können. Ein weiterer prozesslimitierender Einfluss ergibt sich durch den Humping-Effekt, der den Anbindungsquerschnitt und die Festigkeit der Schweißverbindung beeinträchtigt. Basierend auf dem Modell der Rayleigh-Plateau-Instabilität kann durch das Verhältnis von Schmelzbadlänge zu Fokusdurchmesser der Eintritt des Humping-Effekts abgeschätzt werden. Der Vergleich von verschiedenen hochlegierten Stählen zeigt, dass sich die gewonnen Ergebnisse im Mikroschweißen auf die untersuchten Stähle übertragen lässt. Während der Bearbeitung der ergänzend charakterisierten Titan- und Aluminiumwerkstoffe lassen sich die gleichen Prozessphänomene im Mikroschweißprozess beobachten, die aufgrund der differierenden thermomechanischen Eigenschaften bei anderen Werten der Prozessgrößen auftreten., Hochschulschrift, Laserschweißen, Mikroschweißen, Austenitischer Stahl, Chrom-Nickel-Stahl |
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