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By Thomas Rudlaff

Derzeit werden zum Laserstrahlharten grosstenteils C0 -Laser im Multikilowattbereich 2 eingesetzt. Die Strahlformung geschieht in der Regel durch Anwendung von Integratoroptiken oder durch Defokussierung von Schneid- oder Schweissoptik: en. Sie ist damit im Vergleich mit den sonstigen Eigenschaften des Lasers, der als sehr flexibles Werkzeug gelten darf, relativ starr. Fur die Bearbeitung unterschiedlicher Bauteilgeometrien werden meist verschiedene Be arbeitungsoptik: en benotigt. Ein Wechsel der Bearbeitungsgeometrie wahrend des Prozesses ist deshalb oft nicht moglich. Die Bearbeitung geschieht in der Regel unter senkrechtem Einfall, wodurch die Anwendung von absorbierenden Schichten notig wird, die vor der Bearbeitung aufgebracht und meist auch danach wieder entfernt werden mussen. Diese Schichten verur sachen zusatzliche Arbeitsgange, die schwer zu automatisieren sind. Sie liefern allerdings hohe Absorptionswerte. Oft werden solche Schichten manuell auf die Werkstuckoberflache aufgebracht, wodurch eine gleichmassige Schichtdicke nur bedingt gewahrleistet werden kann. Dies fuhrt zu Unregelmassigkeiten in der Absorption und im Harteergebnis. Andere Storungen der Hartung entstehen durch Warmestaus bei Anderungen in der Werkstuckgeometrie wie z. B. bei Kanten, Materialstarkenanderungen und Durchbruchen. Bei solchen Gegebenheiten muss die Laserleistung im Prozess verandert werden, um eine Hartung ohne Ober: flachenanschmel zung zu gewahrleisten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Verfahren aufgezeigt und untersucht, mit denen die Moglichkeiten des Laserhartens besser ausgenutzt werden konnen bzw. das Laserharten als Verfahren flexibler und sicherer einsetzba

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33) Bei den Experimenten wurden zwei unterschiedliche Aufbauten verwendet, einer für Absorptionsmessungen bei geringen Leistungen und der zweite für hohe Leistungen. Bei geringen Leistungen bestanden die Proben aus einem Vergütungsstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (C45) und hatten eine Größe von 80 mm x 10 mm x 10 mm. Die Oberfläche war mechanisch poliert worden. An der Rückseite der Proben war ein Thermowiderstand vom 'IYP PflOO mit Wänneleitungspaste in einer Bohrung angebracht. Die Proben wurden unter verschiedenen Einfallswinkeln mit linear polarisierter Laserstrahlung geringer Leistung (< 60 W) bestrahlt.

Ein quadratischer Strahl rechteckig verformt. Das Werkstück befindet sich außeihalb der Rayleighlänge des Laserstrahls. Die bestrahlte Fläche wird oval und die Intensitätsverteilung im Strahl wird verzerrt.

Die Laserleistung und der Vorschub wurden so gewählt, daß an der Probenoberfläche die Schmelztemperatur nicht erreicht wurde. 2 Absorption von unbeschichteten Stahloberflächen bei verschiedenen Wellenlängen und geringen Leistungen An unbeschichteten Proben wurden Versuche mit C02 , CO und Nd:YAG-Lasem bei geringen Leistungen durchgeführt. 2). Die Ergebnisse der Messungen stimmen sehr gut mit den theoretischen Werten überein. Bei senkrechtem Einfall wird die Strahlung von Nd:Yag- und CO-Lasern besser absorbiert als von C02-Lasem.

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