Grundlagenuntersuchungen zur Erweiterung des Verständnisses eines 2-Strahl-Laserprozesses für metallische Werkstoffe

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs, seit 7/2019
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 370349951

Im vorliegenden Projektantrag soll anhand von Grundlagenuntersuchungen das Prozessverständnis zu einem einzigartigen 2-Strahl-Laser-Prozess speziell für metallische Werkstoffe erweitert werden. Der Prozess ist charakterisiert durch die gleichzeitige Verwendung zweier Laserstrahlquellen, die sehr unterschiedliche Strahlung emittieren und so verschiedenartige physikalische Prozesse in der Wirkzone initiieren. Der Prozess konnte speziell für Aluminium- und Aluminium-Stahl-Lötverbindungen qualifiziert werden. Aus diesen Arbeiten ließ sich ein Prozessverständnismodell ableiten, das an verschiedenen Punkten offene Fragen aufwirft. Ziel der hier beantragten Arbeiten ist es, diese Lücken zu schließen, um ein allgemeines Verständnismodell aufzeigen zu können, das die Gesamtheit der wechselseitig ablaufenden physikalischen Einzelprozesse erklären kann. Dazu werden die beobachteten Phänomene separat mittels gezielter Prozessuntersuchungen und spezieller Untersuchungsmethoden analysiert. Die Hauptuntersuchungspunkte sind die Wärmefeldent-wicklung speziell in der Einwirkzone der beiden Laser, die induzierten thermo-chemischen Reaktio-nen an der 3-Phasen-Front sowie der Benetzungs- und Ausbreitungsvorgang des schmelzflüssigen Zusatzwerkstoffs. So können die Einsatzmöglichkeiten des Verfahrens einerseits auf weitere metal-lische Werkstoffe ausgedehnt werden. Andererseits kann das Verfahren in der Folge für das draht-basierte Auftragschweißen verwendet werden, wo es einige aktuelle Prozessfragestellung lösen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Fritz Klocke, bis 6/2019