Verständnis und Minderung des Verzugs beim Laserstrahltiefschweißen im Mikrobereich

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen
• Subject Area: Production Automation and Assembly Technology
• Term: from 2008 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 107847515

Neuere Entwicklungen in der Lasertechnik haben den Einsatz des Laserstrahlschweißens unter Ausnutzung des Tiefschweißeffekts auch im Mikrobereich prinzipiell ermöglicht. In den bisherigen Arbeiten hierzu dominieren system- und werkstofftechnische, oft an konkreten Anwendungen ausgerichtete Fragestellungen. Prozeßtechnische Aspekte wie der Schweißverzug unter ganzheitlicher Betrachtung der Prozeßkette wurden bisher überwiegend erst an Sonderfällen untersucht. Obwohl im Makrobereich die mit dem Verzug verbundenen Effekte weitgehend verstanden sind, können diese Erkenntnisse nicht ohne weiteres auf den Mikrobereich übertragen werden, da gerade bei der Skalierung komplexerer Bauteile mit signifikanten Größeneffekten zu rechnen ist. Kernziel des beantragten Forschungsvorhabens ist daher die Erarbeitung eines fundierten Verständnisses über die dem Schweißverzug beim Laserstrahltiefschweißen im Mikrobereich zugrunde liegenden Phänomene sowie die hierauf gestützte Ableitung geeigneter Strategien zur Minderung dieses Verzuges. Hierzu sollen auf der Basis experimenteller Ergebnisse und einer die relevanten Effekte berücksichtigenden Modellierung des Verzugsgeschehens Gesetze zu seiner Skalierung ermittelt werden, um Gemeinsamkeiten und Unterschiede zum Makrobereich herauszuarbeiten. So soll es langfristig möglich werden, bewährte Ansätze auf ihre Anwendbarkeit im Mikrobereich hin zu überprüfen und weiterzuentwickeln. Dies ist Voraussetzung für eine Verzugsminderung durch die Optimierung von Spann- bzw. Vorspanntechniken und Schweißparametern auch für komplexere Bauteile.

• DFG Programme: Research Grants