Nutzung elektromagnetischer Volumenkräfte beim Laserstrahlschweißen (eBook)

Kurzfassung 6
Inhaltsverzeichnis 8
Liste der verwendeten Symbole 12
Extended Abstract 18
1 Einführung 22
1.1 Motivation und Zielsetzung 24
1.2 Aufbau der Arbeit 25
2 Stand der Technik 26
2.1 Energieeinbringung im Schmelzbad 26
2.2 Energieumverteilung im Schmelzbad 30
2.3 Nutzung elektromagnetischer Kräfte 34
3 Elektromagnetische Kräfte im Schmelzbad 38
3.1 Erzeugung elektromagnetischer Kräfte 38
3.2 Elektromagnetische Systeme und Konzepte 39
4 Abschätzung der elektromagnetischen Schmelzbadbeeinflussung 44
4.1 Bewegungsgleichung 44
4.2 Kennzahlen 45
4.3 Abschätzung der Stromdichten im Schmelzbad 62
4.4 Abschätzung der Lorentzkräfte 64
4.5 Resümee der Abschätzungen 73
5 Versuchseinrichtung, geeignete Werkstoffe und Systemtechnik 74
5.1 Bearbeitungsstation und Strahlquellen 74
5.2 Werkstoffe 75
5.3 Systemtechnik 75
6 Nachweis elektromagnetischer Schmelzbadbeeinflussung 82
6.1 Intrinsisches Konzept 82
6.2 Konduktives Konzept 90
6.3 Induktives Konzept 100
7 Ausgewählte praxisrelevante Aspekte 106
7.1 Nutzung elektromagnetischer Kräfte zur Porenreduzierung 106
7.2 Nutzung elektromagnetischer Kräfte zur Vermeidung des Nahtdurchhangs 111
8 Die Herkunft des intrinsischen Stromes 124
8.1 Die Rolle des laserinduzierten Plasmas 125
8.2 Hypothese 125
8.3 Experimenteller Nachweis des intrinsischen Stromes 127
8.4 Charakteristika des laserinduzierten Plasmas 133
8.5 Treibende Kräfte 137
8.6 Resümee zum intrinsischen Strom 145
9 Zusammenfassung 146
Literaturverzeichnis 150
Anhang 158
Formeln zur Induktion und Skin-Effekt Theorie 158
Danksagung 161