Selbstkonsistentes Modell für das Laser-WIG/Plasma-Hybridschweißen im Wärmeleitungmodus
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projekts wurden mathematische Modelle zur Wechselwirkung zwischen Laser und Lichtbogen sowie zu den Prozessen und Phänomenen im Schweißbad des Hybridschweißens entwickelt. Die Berücksichtigung des Laserstrahls im WIG-Lichtbogen ermöglicht die Erfassung des Synergiecharakters des Lichtbogenplasmas in diesen Modellen. Es wurde bestätigt, dass CO2 Laserstrahlung die Stromdichterichtung im WIG Lichtbogen und im Nahanodengebiet verändert. Als Folge wird die elektromagnetische Kraft im Schweißbad intensiviert, was zum tieferen Einbrand führt. Die Yb:YAG-Laserstrahlung zeigte keine Interaktion mit dem WIG Lichtbogen, das liegt an den unterschiedlichen Wellenlängen (10,6μm CO2 Laser gegen 1,06μm Yb:YAG Laser). Dank durchgeführten Untersuchungen und Modellierungen, wurde die Frage im Projektantrag „Welche Faktoren dominieren den Effekt des erhöhten Einschweißvermögens beim Hybridschweißen?“ beantwortet und das Ziel des Projektes erreicht. Im Verlauf des Projektes wurde die Notwendigkeit weiterer Forschungen im Bereich des Hybridschweißens ersichtlich, welche die bisher entwickelten Modelle, mithilfe weiterer selbstgeschriebener Codes sowie sinnvoller Einarbeitung von kommerzieller Software, erweitern soll und somit die Grundlage für Untersuchungen von physikalischen Phänomenen, wie beispielsweise dem Synergieeffekt, bilden.
Publications
- Interaction of CO2-Laser radiation beam with electric arc plasma in hybrid (Laser + TIG) welding. The Paton Welding Journal, (10pp), 3-4, 2015
I. Krivtsun, I. Krikent, V. Demchenko,U. Reisgen, A. Zabirov and O. Mokrov
- Interaction of CO₂-laser beam with argon plasma of gas tungsten arc. Welding in the World, 59(5), 2015 (pp 611-622)
U. Reisgen, A. Zabirov, I. Krivtsun, V. Demchenko and I. Krikent
(See online at https://doi.org/10.1007/s40194-015-0236-1) - Experimental research of Hybrid welding processes in combination of gas tungsten arc with CO2 or YB:YAG Laser beam. Journal of Laser Applications, 28(2), 2016, (6 pp)
U. Reisgen, I. Krivtsun, B. Gerhards and A. Zabirov
(See online at https://doi.org/10.2351/1.4944096) - Modelling of the weld pool phenomena in TIG, CO2 Laser and Hybrid (TIG + CO2 Laser) Welding. Journal of Laser Applications, 28(2), 2016, (9 pp)
I. Krivtsun, U. Reisgen, O. Semenov and A. Zabirov
(See online at https://doi.org/10.2351/1.4943994) - Numerical study of the anode boundary layer in atmospheric pressure arc discharges. Journal of Physics D: Applied Physics, 49 (2016) (12pp)
I. Semenov, I. Krivtsun and U. Reisgen
(See online at https://doi.org/10.1088/0022-3727/49/10/105204)
