Verbesserung der Nahteigenschaften von Laserschweißverbindungen an dickwandigen Strukturen mittels laseraufgetragenen Pufferschichten

Vorhabenbeschreibung:

Der Laser als Fügewerkzeug hat sich in verschiedenen Bereichen der schweißtechnischen Anwendungen bereits etabliert. Insbesondere bei einer automatisierten Fertigung von Komponenten, wie z.B. in der Autoindustrie oder im Schiffbau und in vielen produzierenden Job-shop Betrieben. Der Einsatz begrenzt sich bisher auf Zielblechdickenbereich von max. 15 mm. Eine der wichtigsten Gründe ist, dass für viele Werkstoffgruppen, die eine Anwendung von Zusatzwerkstoffe erfordern, der Transport des Zusatzwerkstoffes in den Wurzelbereich einer Laserschweißnaht mit einem hohen Tiefe-zu-Breite Verhältnis stark eingeschränkt ist. Über die Variation der chemischen Zusammensetzung von aufgetragenen Pufferschichten beim Laserpulverauftragschweißen kann die Mikrostruktur und die Eigenschaften des Schweißnahtgefüges für verschiedene Grundwerkstoffen signifikant beeinflusst werden. Durch eine Kombination von diesen zwei bereits in der industriellen Praxis breit eingesetzten Verfahren in einem zweistufigen Fertigungsprozess kann eine homogene Verteilung des Zusatzwerkstoffes über die Blechdicke erreicht werden und damit die Verfahrensgrenze für die Anwendung des Laserstrahlschweißverfahrens für Dickblechschweißen deutlich erweitert werden. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll anhand von Beispielen aus der Praxis untersucht werden, wie werkstoffabhängig verschiedene metallurgische Ansätze verfolgt werden können, um die notwendige Zusammensetzung des Schweißgutes zu erreichen. Des Weiteren sollen die Vorteile des neuen Verfahrens in technisch realisierbaren und wirtschaftlich interessanten Lösungen umgesetzt werden und einer Verbesserung der Nahtqualität der Schweißverbindungen beitragen. Die angestrebte Verfahrenskombination wird auf Interesse seitens KMUs aus dem Bereich Laserlohnfertigung stoßen, da sie mit der Gewinnung von neuen Kompetenzen ein viel breiteres Spektrum an Produkten und Dienstleistungen anbieten können.