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Werkstofftechnische Aspekte bei der Auswahl von Laserquellen fur die Fugetechnik

机译：选择用于连接技术的激光源的材料技术方面

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Die Entwicklung von Hochleistungsdiodenlasern bis hin zu 6 kW und von Nd:YAG Lasern hoherer Leistung hat in den letzten Jahren, mit dem Ziel schnellere Prozesse zu ermoglichen, rasant zugenommen. Die Eignung einer Laserquelle fur die Fugetechnik kann sich sehr unterschiedlich bewerten lassen. Wirkungsgrad, Schweissgeschwindigkeit oder Verwendung von Lichtleitfasern sind nur einige fertigungstechnische Aspekte bei der Auswahl von Laserstrahlquellen. Bei der Qualifizierung von Schweissverfahren fur Dunnbleche werden bei Stahlwerkstoffen oftmals die Ausbildung des tragenden Querschnittes, der Nahteinfall und die Porenfreiheit bewertet. Der Einsatz von neuartigen Hochleistungslaserquellen mit Fokustaillen unterschiedlicher Ausbreitung und Form fuhrt zur Erweiterung der Prozessgrenzen fur diese Laserart. Neue Prozessbedingungen rufen jedoch eine veranderte Temperaturverteilung im Werkstoff hervor, die zu einer Veranderung der werkstofftechnischen Merkmale, wie Erstarrungsbedingungen und Schmelzbadform, und der Belastbarkeit fuhrt. In diesem Beitrag werden vergleichende Untersuchungen zum Fugen von laserstrahltypischen Verbindungen aus austenitischen Stahlwerkstoffen an einem 4,4 kW Nd:YAG Laser und an unterschiedlichen Hochleistungsdiodenlasern (der Leistung 6 kW und 3 kW) prasentiert. Die Prozessmerkmale beider Laserquellen, wie beispielsweise Einschweisstiefe und Geschwindigkeit, Spaltuberbruckbarkeit und Positionierung des Brennfleckes werden ausgearbeitet und bieten dem Anwender eine Hilfe und eine Referenz bei der Auswahl. Im zweiten Teil der Arbeit wird ein besonderes Augenmerk auf die Eigenschaften der Verbindungen gelegt. Insbesondere konnte festgestellt werden, dass die Erstarrungsbedingungen, die sich aus dem Temperaturfeld, und damit aus der Wahl der Laserquelle und Prozessbedingungen, ergeben, eine entscheidende Rolle auf das Tragverhalten auch unter schwingender Belastung spielen. Somit ergeben sich weitere werkstofftechnische Aspekte, die bei der Auswahl der Laserquelle betrachtet werden mussen.
机译：近年来，为了实现更快的工艺，发展了功率高达6 kW的大功率二极管激光器和功率更高的Nd：YAG激光器。激光源对接合技术的适用性可以通过非常不同的方式进行评估。选择激光束源时，效率，焊接速度或光纤的使用只是制造方面的一部分。在对薄金属板进行合格的焊接工艺时，通常会评估钢材的承压截面的形成，焊缝的产生以及无气孔。使用新型的高功率激光源，其聚焦腰部具有不同的膨胀和形状，从而扩大了这种激光器的工艺范围。但是，新的工艺条件会导致材料中温度分布发生变化，从而导致材料特性（例如凝固条件和焊池形状以及负载能力）发生变化。在本文中，对在4.4 kW Nd：YAG激光器和不同高功率二极管激光器（功率分别为6 kW和3 kW）上由奥氏体钢材料制成的典型激光束连接的接头进行了比较研究。确定了两种激光源的工艺特征，例如焊接深度和速度，间隙桥接和焦点定位，为用户提供帮助和选择参考。在论文的第二部分中，特别注意了连接的属性。特别地，发现由温度场以及因此由激光源和工艺条件的选择引起的凝固条件即使在振动载荷下也对承载行为起决定性作用。这导致在选择激光源时必须考虑的其他材料技术方面。

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