Simulation des Einflusses von prozessangepassten Intensitätsverteilungen und Streueffekten beim Laserdurchstrahlschweißen

Beim Laserdurchstrahlschweißen werden Bauteile verschweißt, indem die Fügezone durch einen transparenten Kunststoff hindurch bestrahlt und durch Absorption in einem opaken Kunststoff erhitzt wird. Durch das berührungslose Verfahren können auf diese Weise auch komplexe Schweißnahtgeometrien umgesetzt werden. Dabei kommt es jedoch durch die aktuell in der Industrie ausschließlich eingesetzten symmetrischen Gauß-, Tophat oder M-shape Intensitätsverteilungen für kleine Nahtradien oder hohe Materialdicken zu ungeeigneten Temperaturprofilen, wodurch das Prozessergebnis nachteilig beeinflusst wird. Um dieses Problem zu reduzieren, werden für ein ideales Temperaturprofil in der Fügezone mit Hilfe des inversen Wärmeleitproblems werkstoff- und bauteilangepasste Intensitätsverteilungen berechnet und diese durch ein optisches System entsprechend umgesetzt. Dabei wird insbesondere auch die Streuung im transparenten Fügepartner berücksichtigt und der Einfluss dieser auf das Schweißergebnis untersucht.