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K: Kurzzeitphysik

K 7: Laser - Anwendungen / - Materialbearbeitung II

K 7.6: Talk

Wednesday, March 5, 1997, 17:30–17:45, RW 2

CO₂–Laserstrahlschneiden mit hoher Pulsfolgefrequenz — •U. Bielesch, M. Napp, J.H. Schäfer und J. Uhlenbusch — Institut für Laser– und Plasmaphysik, Heinrich–Heine–Universität Düsseldorf, Universitätsstraße 1, 40225 Düsseldorf

Das CO₂–Laserstrahlschneiden mit gepulster Laserstrahlung eröffnet die Möglichkeit, durch Variation der Pulsdauer bzw. Pulsspitzenleistung Einfluß auf den Schneidvorgang zu nehmen. Die Pulse (Pulsspitze: 300 - 400 kW, 0.5 µs, Pulsschwanz: 12 - 15 kW, 7 µs) werden mittels mechanischer Güteschaltung in einem Oszillator mit guter Strahlqualität K ≥ 0.9 erzeugt, wobei Pulsfolgefrequenzen bis 200 kHz möglich sind. Die zur Materialbearbeitung benötigte Leistung erhält der Strahl in einem mikrowellenangeregten Verstärker. Zur Erzielung einer größtmöglichen Schnittqualität sind die Einkopplung der Laserenergie in das Werkstück und der Druckverlauf in der Schnittfuge zu optimieren. Beide Einflußgrößen lassen sich durch Variation der zeitlichen Länge der Laserpulse verändern, wobei gleichzeitig der Materialaustrieb und die Bartbildung beeinflußt werden. Das sich an der Werkstückoberfläche ausbildende Plasma wird durch seine Absorptionswirkung auf einen He-Ne Laserstrahl bei λ = 3.39 µm mit hoher zeitlicher Auflösung diagnostiziert. Das Absorptionssignal wird unter Zuhilfenahme eines schnellen Regelkreises dazu benutzt, die Laserpulsdauer während des Schneidvorganges in einem Bereich zu halten, in dem die Bartbildung minimal ist. Ergebnisse werden für Aluminiumplatten bis 8 mm vorgeführt.