Prozessdynamik beim Laserstrahlschweißen verzinkter Stahlbleche im Überlappstoß

Beschreibung

Ohne zusätzliche prozesstechnische Maßnahmen können verzinkte Stahlbleche im Überlappstoß mit technischem Nullspalt bislang nicht defektfrei verschweißt werden. Diese Arbeit erweitert daher existierende Prozessuntersuchungen und modelle hinsichtlich des dynamischen Prozessverhaltens während des Schweißens verzinkter Stahlbleche. Es wird gezeigt, dass es mit speziellen Auswertealgorithmen möglich ist, dynamische Prozessabläufe anhand der realen Geometrie von Dampfkapillare und Schmelzbad gezielt zu visualisieren und dabei Korrelationen mit den optischen Prozessemissionen herzustellen. Somit können Zusammenhänge zwischen Kapillar- sowie Schmelzbadverhalten und entweichendem Zinkdampf identifiziert werden. Dies ermöglicht es, neben der detaillierten Beschreibung von Prozessdynamik und Fehlermechanismen, Ansätze für eine gezielte Steuerung des Prozesses aufzuzeigen. Short summary In nowadays it is still not possible to weld zinc-coated steel sheets defect-free in an overlap joint configuration with technical zero gap without taking additional measures. Therefore, this study extends the existing process models concerning the dynamic behavior of the laser welding process at joining galvanized steel. lt will be shown that applying specially designed algorithms enables to visualize and measure the dynamic processes behavior directly based on the dimensions of the keyhole and the weld pool. Furthermore, using these methods makes it possible to identify correlations between the keyhole, the molten pool, the degassing zinc vapor and the optical process emissions. This provides a detailed description of the process dynamics and occurring defect mechanisms as well as an approach for a well-directed control of the welding process.
Ohne zusätzliche prozesstechnische Maßnahmen können verzinkte Stahlbleche im Überlappstoß mit technischem Nullspalt bislang nicht defektfrei verschweißt werden. Diese Arbeit erweitert daher existierende Prozessuntersuchungen und modelle hinsichtlich des dynamischen Prozessverhaltens während des Schweißens verzinkter Stahlbleche. Es wird gezeigt, dass es mit speziellen Auswertealgorithmen möglich ist, dynamische Prozessabläufe anhand der realen Geometrie von Dampfkapillare und Schmelzbad gezielt zu visualisieren und dabei Korrelationen mit den optischen Prozessemissionen herzustellen. Somit können Zusammenhänge zwischen Kapillar- sowie Schmelzbadverhalten und entweichendem Zinkdampf identifiziert werden. Dies ermöglicht es, neben der detaillierten Beschreibung von Prozessdynamik und Fehlermechanismen, Ansätze für eine gezielte Steuerung des Prozesses aufzuzeigen. Short summary In nowadays it is still not possible to weld zinc-coated steel sheets defect-free in an overlap joint configuration with technical zero gap without taking additional measures. Therefore, this study extends the existing process models concerning the dynamic behavior of the laser welding process at joining galvanized steel. lt will be shown that applying specially designed algorithms enables to visualize and measure the dynamic processes behavior directly based on the dimensions of the keyhole and the weld pool. Furthermore, using these methods makes it possible to identify correlations between the keyhole, the molten pool, the degassing zinc vapor and the optical process emissions. This provides a detailed description of the process dynamics and occurring defect mechanisms as well as an approach for a well-directed control of the welding process.

Autor*in

Christian Kägeler

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Dampfkapillare Fehlerentstehung Laserstrahlschweißen Oszillationen Prozessdynamik Schmelzbad verzinkte Stahlbleche

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