Beeinflussung von Plasmaschweißprozessen durch Faserlaserstrahlung geringer Leistung. Teil 1: Experimentelle Untersuchungen

Im Beitrag werden die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen zum laserstrahlunterstützten Plasmaschweißen vorgestellt. Ziel der Untersuchung war es, Wechselwirkungen zwischen einem Plasmalichtbogen und einem Faserlaserstrahl (Wellenlänge LambdaYb=1,06 mym) nachzuweisen und zu charakterisieren. Die Versuche erfolgten in einer nichtkonzentrischen Anordnung von Plasmabrenner und Laserstrahl an Stahl- und Aluminiumwerkstoffen. Das Prozessverhalten wurde mit Hochgeschwindigkeitsaufnahmen udn anhand der Lichtbogenspannung charakterisiert. Zunächst zeigte sich nur an Aluminium eine offensichtliche Lichtbogenstabilisierung und -führung nach Zuschalten des Laserstrahls. Eine Analyse der Querschliffe zeigte jedoch für alle untersuchten Werkstoffe eine deutliche Zunahme des Nahtquerschnitts für das kombinierte Verfahren im Vergleich zu den Einzelprozessen. Dieses Ergebnis motivierte weitere Untersuchungen, für die ein Plasmabrenner micht Hohlkatode zur konzentrischen Laserstrahldurchführung angefertigt wurde. Unter Nutzung dises neuartigen Brennerkonzepts konnte auch eine Führung und Stabilisierung des Plasmalichtbogens an Stahlwerkstoffen erreicht werden.