| Abstract: |
Dem Elektronenstrahlschweißen lässt sich aus zweierlei Sicht das Attribut zuweisen: die Rose, die im Verborgenen blüht! Einerseits wird das Publikum leicht vom Laserstrahl und seinem besseren Marketing in Form der Anzahl von Veröffentlichungen geblendet. Andererseits findet der Prozess meist verborgen in einer mehr oder weniger dunklen Vakuumkammer statt. Dennoch produziert der Prozess präzise, flankenparallele und reproduzierbare Schweißnähte, selbst die Reflektion der zu bearbeitenden Werkstoffe wie im Falle von Kupfer ist kein Thema. Dies ist verbunden mit einem Erfahrungswissen und gründet sich meist auf eine Auswertung der Parameter anhand seiner Wirkungen. Vor etwa 40 Jahren gab es zwar singuläre Untersuchungen mittels der Hochgeschwindigkeits-Kinematographie und der damaligen aufwändigen Gerätetechnik in schwarz/weiß, die jedoch schnell wieder in Vergessenheit gerieten. Die heutige digitale Highspeed-Kameratechnik ist dazu im Vergleich deutlich kostengünstiger und flexibler, um den Schweißprozess optisch zu analysieren. Zur Adaption bedarf es aber einiger Umrüstungen. Zum einen sind die ülichen Einblickoptiken auf den Halbzoll-Chip der CCD-Kameras ausgelegt, während die Highspeed-Kamera einen HD-fähigen Zweizoll-Chip verwendet. Zum anderen liefern die Aufnahmen schnell die Erkenntnis: je mehr Bilder pro Sekunde, umso dunkler die Aufnahmen. Hier bedarf es einer ausgeklügelten internen LED-Beleuchtung, die die Vakuumkammer in ein gleißendes Licht taucht. Damit sind derzeit Bilderraten von 9.195 fps möglich, was gegenüber Echtzeit eine 318-fache Verlangsamung bedeutet. In der Gesamtheit ist somit eine bislang neuartige Prozessbeobachtung möglich, die auf die Ursachen der Schweißparameter wie auch den zu verschweißenden Werkstoffen schließen lässt. Als Beispiele von vielen wird gezeigt, wie der Schmelz- und Erstarrungsprozess oftmals recht turbulent verläuft, wie mit der Ablenkfrequenz bei der Kreispendelung einerseits der Dampfkanal bewegt, andererseits der Strahl den Dampfkanal vergrößert oder welche großen Ausmaße der Schmelzmantel beim Aluminium besitzt. In Summe sind es Beobachtungen, die so die Fachwelt noch nie gesehen hat.
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