Prozesskontrolle mittels optischer Spektralanalyse für das Schweissen verzinkter Stahlfeinbleche mit Nd:YAG-Lasern

Damit Nahtunregelmäßigkeiten beim Nd:YAG-Laserstrahlschweißen frühzeitig identifiziert und die Qualität der Fügeteile sichergestellt werden können, wird in der Praxis eine spektral integrierende Prozesssekundärstrahlungsdiagnose eingesetzt. Da diese Ansätze auf Grund defizitärer Aussagefähigkeit an Grenzen stoßen, wird eine spektroskopische Analyse der Prozesssekundärstrahlung und deren Beschreibung durch absolute bzw. generalisierte Prozesskenngrößen durchgeführt. Diese Größen beschreiben die Vorgänge in der Laser-Werkstoff-Wechselwirkungszone und liefern mehr Informationen über den Schweißprozessverlauf. Theoretische Untersuchungen bilden die Grundlage, die Prozesssekundärstrahlung anhand Absoluttemperaturen, Strahldichtekoeffizienten, Kapillardampffluktuation und Linienemission durch Fremdstoffe zu beschreiben. Experimentelle Untersuchungen zeigen, dass diese Größen mit dem Prozessverlauf bzw. dem Schweißnahtergebnis eindeutig in Beziehung zueinander gesetzt werden können. Am Beispiel von Schweißanwendungen verzinkter Stahlfeinbleche am Überlappstoß erfolgt die Entwicklung und Erprobung einer Methode zur Klassifizierung typischer Nahtunregelmäßigkeiten.