Erhohung der Prozessstabilitat und Reproduzierbarkeit beim Laserstrahlpunktschweissen dunner Kupferbleche durch dynamische Modulation des Laserimpulses

摘要

An einer Vielzahl von Komponenten und Halbzeugen der Elektronikindustrie sowie der alternativen Energieerzeugung sind Verbindungen mit festen elektrisch- und/oder warmeleitfahigen Eigenschaften herzustellen. Aus diesem Grund gelangen dafur bspw. Kupferwerkstoffe zur Anwendung. Die Forderung, solche Verbindungen in sehr kleinen Dimensionen bei gleichzeitig kurzer und lokal begrenzter Warmeeinbringung zu erzeugen, kann durch den Einsatz von Schweissverfahren hoher Energiedichte, wie z. B. dem Laserpunktschweissen, erfullt werden. Die Prozessstabilitat und Reproduzierbarkeit des Laserpunktschweissens sind jedoch aufgrund des inhomogenen und stark temperaturabhangigen Absorptionsvermogens von Kupfer bislang erheblich eingeschrankt. So werden mit konstanten Schweissparametern in Abhangigkeit des jeweiligen Oberflachenzustands der Kupferbleche sehr unterschiedliche Schweissergebnisse erzeugt. Nachfolgend wird uber Untersuchungen zum Laserpunktschweissen dunner Kupferbleche unter Nutzung einer gepulsten Nd: YAG-Laserquelle berichtet. Im Rahmen der Arbeit wurde eine Strategie fur die Erhohung der Prozessstabilitat beim Schweissen von Kupfer mit gepulsten Lasern durch die Verwendung einer Regelung zur dynamischen Modulation des Laserpulses erarbeitet, um reproduzierbare Fugebedingungen zu erreichen. Vorgestellt werden der entwickelte Regelalgorithmus sowie ausgewahlte Ergebnisse uber Zusammenhange zwischen den aufgenommenen Schweissprozesssignalen und der Qualitat der erzeugten Punktschweissungen.