Entwicklung und Qualifizierung von Innenbearbeitungsköpfen für das Laserstrahl-Auftragschweissen

In der vorliegenden Arbeit werden Innenbearbeitungsoptiken für Nd:YAG-Laserstrahlung entwickelt und qualifiziert, die ein einstufiges Beschichten von Innendurchmessern größer 50 bzw. größer 25 mm ermöglichen. Die Herausforderung besteht einerseits darin, die optischen Komponenten (Spiegel, Linsen) und die Versorgungsleitungen für die Prozessmedien (Wasser, Gas, Pulver) in einem Gehäuse mit einem Außendurchmesser von 45 bzw. 20 mm unterzubringen und andererseits die Robustheit für den industriellen Einsatz bei Leistungen bis 3 kW und Langzeiteinsätzen bis zu 2 Stunden zu gewährleisten. Folgende Schwerpunkte werden zur Erreichung dieser Ziele bearbeitet: - Auslegung der Strahlführung und Strahlformung - Erarbeitung eines modularen Konzeptes für die Innenbearbeitungsoptiken - Konstruktion, Fertigung und Zusammenbau der Module der Innenbearbeitungsoptiken - Charakterisierung der Laserstrahlung hinter der Optik (Strahlanalyse, Leistungsmessung) - Belastungstests für den Langzeitbetrieb - Parameterstudien zum Auftragschweißen mit ausgewähltem Zusatzwerkstoff - Demonstration des industriellen Einsatzes an ausgewählten Bauteilen