Verborgenstes sichtbar machen - Hochgeschwindig-keits-Röntgendiagnostik bei der Lasermaterialbearbeitung am deutschen Elektronensynchrotron

摘要

Die Röntgenanlage am IFSW [1] liefert seit mehr als 10 Jahren zuverlässig Bilder aus dem Inneren von Lasermaterial-bearbeitungsprozessen und hat dadurch zu einer Vielzahl von Erkenntnissen über das Kapillarverhalten [2] oder die Porenbildung [3] beim Laserstrahlschweißen und über die Absorption beim Laserstrahlschneiden [4] geführt. Die große Divergenz und das breite elektromagnetische Spektrum der Röntgenquelle am IFSW ermöglichen zwar kurze Belichtungszeiten und damit die Analyse hochdynamischer Vorgänge, beeinträchtigen aber die örtliche Auflösung der Aufnahmen. Der Ringbeschleuniger des DESY erzeugt monochrome Röntgenstrahlung mit geringer Divergenz, was eine hohe optische Auflösung bei der Röntgendiagnostik ermöglicht. Für die Versuche am DESY wurde die Anlagen-und Versuchstechnik am LLT in Aachen im Rahmen des Sonderforschungsbereiches SFB1120 in Kooperation mit dem IFSW und mit der Unterstützung von Dr. Felix Beckmann vom DESY entwickelt und aufgebaut. Als Strahlquelle wurde ein TruDisk5000 Laser von TRUMPF verwendet. Der Versuchsaufbau ist in Abbildung 1 skizziert. Der Röntgenstrahl (grün) aus dem Elektronenbeschleuni-gerring mit einem mittleren Strahldurchmesser von ca. 3 mm durchdringt die Probe (grau) während der Schweißung und wird je nach Materialeigenschaften unterschiedlich absorbiert. Die Rönt-genphotonen werden auf dem Szintilla-tor (hellblau) in sichtbares Licht umgewandelt. Dieses wird von einer Highspeed (HS) Kamera (dunkelblau) aufgenommen.