Validierung der 3D-Prozesskarte und Entwicklung von Prozessstrategien für das äquiaxiale Kornwachstum im Laserstrahlschweißen von Aluminium

Abstract

Um das äquiaxial dendritische Kornwachstum abhängig von den Prozessparametern im Laserstrahlschweißprozess von Aluminiumlegierungen einstellen zu können wurde die 3D-Prozesskarte entwickelt. Diese gibt eine erforderliche tiefenspezifische Laserleistung, welche für das äquiaxiale Kornwachstum absorbiert werden muss, für eine beliebige Aluminiumlegierung in Abhängigkeit der Schweißgeschwindigkeit an. In vorangegangenen Experimenten wurde der prozessseitige Einfluss auf die Kornstruktur für die Legierung EN AW-6016 untersucht und validiert. Um den werkstoffseitigen Einfluss auf die Kornstruktur zu validieren, wurden im Rahmen dieser Arbeit Laserstrahlschweißungen mit fünf verschiedenen Legierungen durchgeführt. Dabei wurden die Prozessparameter Fokusdurchmesser, Laserleistung, Schweißgeschwindigkeit und Blechstärke variiert. Die Kornstruktur der Schweißnähte wurde anschließend mithilfe metallografischer Schliffe untersucht.