Die Humping Instabilität beim Schweißen mit Laserstrahlung

Theoretische Untersuchungen zur Umströmung der Dampfkapillaren beim Schweißen mit Laserstrahlung werden vorgestellt. Der lokale Wärmestrom auf der schmelz-/gasförmigen Grenzfläche wird in einem dreidimensionalen Modell auf einer aus dem Experiment abgeleiteten Modellgeometrie der Dampfkapillaren unter Berücksichtigung der vom lokalen Einfallswinkel und dem Polarisationszustand der Laserstrahlung abhängigen Absorptionsgrad berechnet. Experimentelle Untersuchungen der Schmelzbadoberfläche mit Hochgeschwindigkeitsaufnahmen zeigen Details der Humping Instabilität. Metallographische Untersuchungen der Verteilung von zugefügten Tracer Partikeln im Schweißgut geben Aufschluß über die Strömung in der Schmelze. Die theoretischen und experimentellen Untersuchungen ergeben ein geschlossenes Modell, in dem die Ursachen für die Humping Instabilität auf die Kopplung zwischen der Schmelzbaddynamik, der Geometrieausbildung der Dampfkapillaren und der Absorption zurückgeführt werden.