Зміст номерів

Google Scholar

На даний момент 29 гостей на сайті
Ulti Clocks content


Hübner A., Leis S., Kovalska O. L. Laserpunktschweissen von Kupferlegierungen

Hübner A., Leis S., Kovalska O. L. Laserpunktschweissen von Kupferlegierungen

Hits:
3520

Answer

A. Hübner1, Dr.-Ing., S. Leis 1, Dipl.-Ing., O. L. Kovalska2
 
1 - Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, Institut für Werkstoff und Fügetechnik
2 - NTUU „KPI“, Institut für Maschinenbau   
 


LASERPUNKTSCHWEISSEN VON KUPFERLEGIERUNGEN
 
 


Резюме:  Серед  великої  кількості  компонентів  електроіндустрії  виготовляються  з’єднання  з  електричними  та теплопровідними властивостями. Для цих цілей широко використовуються мідні матеріали. Умова, виготовити ці з’єднання дуже малих  розмірів  при  одночасно  короткій  та  локально  обмеженій  подачі  тепла,  вимагає  застосування  способу  зварювання плавленням  високої  густини  потужності, такого  як  лазерне  зварювання. Проте мідь має  властивість  виявляти  як  неоднорідну так  і  дуже температуро  залежну  поглинальну  здатність  для  лазерного  випромінювання. Як  наслідок  якість  зварних  з’єднань, виконаних  з  цього матеріалу,  зазнає  великих  коливань  і  стабільність  процесу  є  дуже  низькою. В  рамках  дослідної  роботи  було зроблено  спробу  розробити  стратегію  для  підвищення  стабільності  процесу  при  зварюванні  міді  імпульсним  лазерним випромінюванням  через  регулювання  динамічної  модуляції  лазерного  імпульсу.  Оцінку  зразків  отриманих  лазерним  точковим зварюванням було проведено з огляду на внутрішні і зовнішні недосконалості зварних пунктів за допомогою візуального контролю, металографічного дослідження, а також випробувань на міцність. Було представлено окремі вибрані результати досліджень у взаємозв’язку між параметрами впливу на стабільність процесу та досягнутою при цьому якістю зварних з’єднань.
 
Abstract: An einer Vielzahl von Komponenten der Elektronikindustrie sind Verbindungen mit elektrischen und wärmeleitfähigen Eigenschaften herzustellen. Für diese Anwendungen gelangen u. a. Kupferwerkstoffe zum Einsatz. Die Forderung, diese Verbindungen in sehr kleinen Dimensionen bei gleichzeitig  kurzer und lokal begrenzter Wärmeeinbringung zu erzeugen, erfordert den Einsatz von Schmelzschweißverfahren hoher Energiedichte, wie z. B. dem Laserstrahlschweißen. Kupfer weist jedoch ein inhomogenes sowie stark temperaturabhängiges Absorptionsvermögen für die Laserstrahlung auf. Dies hat zur Folge, dass die Qualität von Laserstrahlschweißungen an diesem Material starken Schwankungen unterliegt und die Prozessstabilität sehr gering ist. Im Rahmen einer Forschungsarbeit wurde versucht eine Strategie für die Erhöhung der Prozessstabilität beim Schweißen von Kupfer mit gepulsten Lasern durch die Verwendung einer Regelung zur dynamischen Modulation des Laserpulses zu erarbeiten. Die Beurteilung der  laserpunktgeschweißten Proben erfolgte im Hinblick auf innere und äußere Schweißnahtimperfektionen durch Sichtprüfung, metallographische Auswertung sowie Festigkeitsuntersuchungen. Vorgestellt werden ausgewählte Untersuchungsergebnisse zum Zusammenhang zwischen wesentlichen Einflussgrößen der Prozessstabilität und der erreichbaren Verbindungsqualität.
 
Abstract: The use of a pulse forming laser source, improved by a closed loop power output control to stabilize the laser spot welding process of copper and dissimilar copper welds. The research objective is the increased stability of the laser spot welding process of copper and dissimilar copper welds. This will be possible using a pulsed laser and a closed loop power output control that dynamically modulates the laser pulse in order to produce consistent results. While doing so the system’s design must be kept as simple as possible, plus it has to be integrated into the existing power output control and pulse forming laser source. The control parameters have to be conform to  the properties of the materials to be joined. In addition a process control is to be integrated. An increase of reproducibility of properties of spot welds at a reasonable cost has to be verified on industrial application samples. Increasing the laser welding process stability allows the execution of challenging joining tasks e.g. in the fields of solar engineering and photovoltaics. These fields gain importance because of the increasing use of alternative and renewable energy. These points put small and medium-sized companies in positions to use the full potential of pulse modulated laser sources producing components out earlier mentioned materials, plus gaining a competitive advantage.

 

 pdf

Категорія