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Leistungsvermögen blauer Laser für das Laserstrahlbeschichten von Edelmetallen


Wissenschaftlicher Fachbeitrag

Autoren: Dr.-Ing. Andreas Wank, M. Eng. Alexander Hitzek, M. Eng. Christian Schmengler, Dr.-Ing. Thomas Molitor, Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Sörn Ocylok
Heutzutage werden meistens IR- bzw. Infrarot-Laser für industrielle Laserstrahlbeschichtungsanwendungen eingesetzt. Die Absorption dieser Strahlung von Edelmetallen wie Kupfer oder Silber im festen Zustand ist sehr gering. Zudem bewirkt die hohe Wärmeleitfähigkeit von Edelmetallen eine starke Wärmeabfuhr in entsprechende Substrate. Blaue Laser emittieren bei einer Wellenlänge von 450 nm und stellen wegen der um eine Größenordnung höheren Absorption vielversprechende Werkzeuge für das Beschichten von Edelmetallen dar. Der Nutzen des Einsatzes blauer Laser wird für das Laserstrahlbeschichten von Kupfer mit Aluminiumbronze und Silber sowie von Baustahl mit Silber untersucht. Neben rein blauer und reiner IR-Laserstrahlung wird auch deren Kombination angewendet. Einbrand, Aufmischung mit dem Grundwerkstoff und Porosität werden in metallografischen Untersuchungen an Querschliffen analysiert. Außerdem wird der Auftragwirkungsgrad untersucht. Grundsätzlich verbessert in den durchgeführten Versuchen jede Steigerung des Anteils an blauer Laserstrahlung den Auftragwirkungsgrad. Ohne B- bzw. blaue Strahlung gelingt kein Auftragen zusammenhängender Silberschichten auf Kupfer ohne Substratvorwärmung bei Strahlleistungen von bis zu 5 kW. Dagegen gelingt mit Beiträgen blauer Strahlung das Herstellen glatter, gasdichter Beschichtungen ohne Anbindungsfehler. Beim Beschichten von Baustahl mit Silber bewirkt der Einsatz blauer Strahlung besonders homogene Einbrände und hohe Auftragwirkungsgrade.
Seiten: 32 - 39
Ausgabe 01 (2021) Jahrgang  14 Seite 32
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Dieser Artikel ist in der Ausgabe 1 (2021) erschienen.

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