Hybrides Laserdurchstrahlschweißen von Kunststoffen

Datum: 19.07.2006

Autor

Berichterstatter

• Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr.h.c. M. Geiger
• Prof. Dr.-Ing. E. Schmachtenberg

Das Laserdurchstrahlschweißen von Kunststoffen wird durch die Entwicklung geeigneter Strahlquellen und den damit verbundenen Preisverfall der Systeme seit Mitte der neunziger Jahre industriell eingesetzt. Die Anwendung des Verfahrens blieb dabei jedoch auf kleine und einfache Schweißgeometrien beschränkt, da nicht zuletzt die geringe Spaltüberbrückbarkeit dieses Verfahrens den Einsatz an größeren, dreidimensionalen Strukturen erschwert. Mit dem hybriden Laserdurchstrahlschweißen wurde ein Verfahren entwickelt, das auf dem konventionellen Laserdurchstrahlschweißen im Konturverfahren aufbaut, bei dem sowohl Laserstrahlung als auch von Halogenlampen emittierte Strahlung zum Einsatz kommt. Als Grundlage dafür wurde eine entsprechende Systemtechnik entwickelt. Die Auswirkungen der hybriden Bestrahlung auf den SchweiÞprozeß wurden anhand von Untersuchungen der Nahtbruchspannung, der Spaltüberbrückbarkeit und der Eigenspannungsbildung charakterisiert. Weiterhin wurden die beobachteten Modifikationen des Schweißprozesses durch eine Finite-Elemente-Simulation der Temperaturverteilung während des Schweißens analysiert. Durch die Hybridisierung des Laserdurchstrahlschweißens konnte eine signifikante Steigerung der Prozeßeffizienz und ? -stabilität erzielt werden.