Vieweg & Teubner Arbeiten zur Optimierung des Umwandlungshärtens mit Laserstrahlen

Derzeit werden zum Laserstrahlhärten grösstenteils 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. Für die Bearbeitung unterschiedlicher Bauteilgeometrien werden meist verschiedene Be­ arbeitungsoptik:en benötigt. Ein Wechsel der Bearbeitungsgeometrie während des Prozesses ist deshalb oft nicht möglich. Die Bearbeitung geschieht in der Regel unter senkrechtem Einfall, wodurch die Anwendung von absorbierenden Schichten nötig wird, die vor der Bearbeitung aufgebracht und meist auch danach wieder entfernt werden müssen. Diese Schichten verur­ sachen zusätzliche Arbeitsgänge, die schwer zu automatisieren sind. Sie liefern allerdings hohe Absorptionswerte. Oft werden solche Schichten manuell auf die Werkstückoberfläche aufgebracht, wodurch eine gleichmässige Schichtdicke nur bedingt gewährleistet werden kann. Dies führt zu Unregelmässigkeiten in der Absorption und im Härteergebnis. Andere Störungen der Härtung entstehen durch Wärmestaus bei Änderungen in der Werkstückgeometrie wie z. B. bei Kanten, Materialstärkenänderungen und Durchbrüchen. Bei solchen Gegebenheiten muss die Laserleistung im Prozess verändert werden, um eine Härtung ohne Ober:flächenanschmel­ zung zu gewährleisten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Verfahren aufgezeigt und untersucht, mit denen die Möglichkeiten des Laserhärtens besser ausgenutzt werden können bzw. das Laserhärten als Verfahren flexibler und sicherer einsetzbar wird.