Projektkurzbeschreibung

Steigerung des Verständnisses von Elektronenstrahltiefschweißprozessen durch Nutzung der Echtzeit – Polarisationsintensitätsquotientengoniometrie der Dampfkapillare mit speziellem Augenmerk auf funktionale Zusammenhänge der Schmelzbaddynamik

Steckbrief

Eckdaten

Förderinstitution:
DFG
Laufzeit:
01.01.2016 bis 31.12.2019
Projektnummer:
RE 2755/40-1

Ansprechpartner am ISF

Wie beim Laserstrahlschweißen (im Folgenden LBW für laser beam welding), kann es auch beim Elektronenstrahlschweißen (im Folgenden EBW für electron beam welding) zu Prozessinstabilitäten kommen, die auf die Schmelzbaddynamik zurückzuführen sind. Um die Prozessfenster des EBW zu erweitern, sind einerseits ein tieferes Verständnis der fluiddynamischen Vorgänge rund um die Dampfkapillare erforderlich und andererseits Messmethoden, um die Prozessstabilität in Echtzeit überwachen zu können. Letzteres dient sowohl grundlagenorientierten Untersuchungen als auch in der Praxis der Qualitätsüberwachung. Hierzu soll im Rahmen dieses Vorhabens ein neuartiges Polarisationsgoniometer eingesetzt werden, welches die Bestimmung der Flächenneigungen betrachteter Oberflächen und damit insbesondere die 3D-Überwachung der Kapillargeometrie mit sehr hoher zeitlicher Auflösung ermöglicht. Eine Korrelation der Geometrie mit Strommessungen, wie sie beim EBW üblich sind, und mit dem Eigenleuchten der Kapillare (Röntgenstrahlung) sollen dazu beitragen, diese Strommessungen besser interpretieren zu können. Dies dient der Erweiterung des analytischen Prozessmodells zur Schmelzbaddynamik und deren Wechselbeziehung zu definierten Strahlparametern, auf Basis der gewonnenen Messergebnisse zur zeitlichen Änderung der Dampfkapillargeometrie in drei Raumdimensionen, insbesondere für Kapillartiefen > 5 mm.