Verfahren zum fehlerfreien Laserstrahl-Hybridschweißen von geschlossenen Rundschweißnähten

Vorhabenbeschreibung:

Die Laserstrahl-Hybrid-Schweißtechnologie ist bereits bei vielen KMU im Einsatz. Trotz des breiten Einsatzspektrums des Laserstrahl-Hybridschweißens ist die Anwendbarkeit dieses Verfahrens für das Schweißen von Rundnähten noch immer begrenzt. Beim Schweißen von Rundnähten liegt die Herausforderung im Überlappbereich der Naht. Ein zentrales Problem hier ist die Bildung von Imperfektionen, wie Poren und Risse sowie die Bildung eines Endkraters. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, ein Verfahren für das fehlerfreie Laserstrahl-Hybridschweißen von runden Schweißnähten für praktische Anwendungen zu entwickeln. Im Laufe der Projektarbeiten sollen die Wirkmechanismen zwischen dem Laserstrahl und MSG-Lichtbogen ergründet werden, so dass die o.g. Fehler durch Anpassungen der Laserstrahl- sowie Lichtbogenparameter vermieden werden können. Der Lösungsweg setzt daher ein umfangreiches simulationsunterstütztes Versuchsprogramm voraus, anhand dessen eine Vielzahl an Einflussfaktoren untersucht, analysiert und ausgewertet wird. Es wird angestrebt, mit dem neuen Verfahren das Fügen von runden Schweißnähten für eine maximale Wanddicke von 15 mm in einer Lage im Stumpfstoß zu ermöglichen. Das Auffüllen von dickeren Schweißfugen erfordert eine entsprechende Kantenvorbereitung und das Schweißen in Mehrlagentechnik. Durch das neue Verfahren profitieren besonders KMU in den Bereichen Rohrleitungs-, Schiffs- und Behälterbau. Weitere Applikationsfelder des zu entwickelnden Verfahrens sind beispielsweise die Herstellung von Elementen für Offshore-Windkraftanlagen, die Fertigung von Hydraulikzylindern für Baumaschinen sowie die Herstellung von Rohr- und Flanschverbindungen im Turbinenbau. Die Entwicklungen des Projektes, z.B. der Demonstrator des Laserhybridschweißkopfes mit entkoppeltem MSG-Brenner, können von Herstellern von Laserschweißanlagen, Laserschweißoptiken sowie von Laserschweiß-Sensoriken zur Erweiterung ihrer Dienstleistungen und deren Produktportfolio genutzt werden.