Erweiterung des Prozessverständnisses für das Laserdurchstrahlschweißen von Thermoplasten durch Analyse der Schmelzbaddynamik

Über die Strömungsverhältnisse in Polymerschmelzen beim Laserdurchstrahlschweißen von Thermoplasten gibt es bisher keine gesicherten Erkenntnisse, obwohl die Fließvorgänge wesentlich die Morphologie und Orientierungen bestimmen und somit bedeutend zur erzielbaren Verbindungsfestigkeit beitragen. Die Hochgeschwindigkeits-Mikrofokus-Radioskopie wird in dieser Arbeit erfolgreich zur erstmaligen Erfassung und Parametrisierung der Schmelzbaddynamik in Abhängigkeit von Werkstoff- und Prozessparametern eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Geschwindigkeitsdifferenz für die quer zur Vorschubrichtung in der Schweißebene gemessenen maximalen und minimalen Partikelgeschwindigkeit wesentlich für die mechanischen Schweißnahteigenschaften für die beiden untersuchten Schweißvarianten Kontur- und Quasi-simultanschweißen ist. Aus der technischen und wirtschaftlichen Bewertung des erarbeiteten Zusammenhangs zwischen Prozessführung, Fluiddynamik und mechanischen Schweißnahteigenschaften werden Folgerungen für die Praxis abgeleitet.