Eigenleuchten unterbinden
Um das Eigenleuchten des Schweißprozesses zu unterbinden, kam eine Kombination aus starker Beleuchtung und Bandpassfiltern zum Einsatz. Hierzu wurden zunächst Spektroskopieaufnahmen des Schweißprozesses durchgeführt, um die Leuchtintensität (counts) über der Wellenlänge zu messen (Bild 2). Dabei zeigte sich, dass in einem Wellenlängenbereich zwischen 200 bis 500nm die geringste Lichtintensität vorliegt. Folglich musste eine Beleuchtung mit entsprechendem Bandpassfilter gewählt werden, damit das helle Leuchten des Schweißprozesses nicht stört. Zudem musste die Beleuchtung eine hohe Leuchtkraft aufweisen und der Leuchtfleck groß genug sein, um einen Großteil der 100x50mm großen Probe homogen auszuleuchten.
Aufgrund des Einsatzes in einer Vakuumkammer war es auch wichtig, dass die Beleuchtung nicht überhitzt. Alle diese Kriterien wurden von den blauen LED-Leuchten von Falcon Illumination erfüllt. Ausgewählt wurden 470nm Spotleuchten der Serie FHSP. Zur Gewährleistung eines großflächigen und homogenen Leuchtflecks kamen zwei identische Beleuchtungen zum Einsatz. Entsprechende Bandpassfilter wurden an den Kameraobjektiven angebracht, um alle Wellenlängenbereiche außer bei 470nm zu filtern.
Fazit
Schlussendlich wurden Vergleiche zwischen zwei Schweißversuchen durchgeführt; eine Aufnahme mit weißer Beleuchtung und 450nm-Bandpassfilter wurde mit der beschriebenen Beleuchtungsauswahl verglichen. Bei der Videoaufnahme des Prozesses mit weißer Beleuchtung ist das starke Prozessleuchten zu erkennen (Bild 3 l.). Hier ist es nicht möglich, den Schweißvorgang sowie die schweißprozessnahe Zone (Wärmeeinflusszone) zu beobachten, da die Leuchtintensität des weißen Lichts nicht ausreicht, um das Prozessleuchten zu unterdrücken. Durch die Nutzung der blauen Spotbeleuchtung hingegen wird das Prozessleuchten überblendet und durch den 470nm-Bandpassfilter herausgefiltert, wodurch sowohl die Schweißnaht, als auch die Wärmeeinflusszone aufgezeichnet werden kann (Bild 3 r.). Es konnte gezeigt werden, dass durch diese Art der Aufnahme möglich ist, in-situ Aufnahmen des Elektronenstrahlschweißprozesses durchzuführen und oberflächennahe Dehnungen bedingt durch den LTT-Effekt zu analysieren.
