Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung von anwendungsgerechten Auslegungskriterien für prozessangepasste und effiziente Schutzgasabdeckungen beim Remote-Laserstrahlschweißen

Die Anwendungsfelder des Remote-Laserstrahlschweißens nehmen aufgrund der Vorteile hinsichtlich Positionierzeiten, hohen Schweißgeschwindigkeiten, optimierten Schweißfolgen und großen Arbeitsabständen weiter zu. Eine Erweiterung der Remote-Anwendung auf das Schweißen hochlegierter Stähle, bspw. für die Hausgerätetechnik, erfordern dabei allerdings einen effizienten Schutz des Schweißgutes vor der sauerstoffhaltigen Umgebung durch Schutzgase, um die Werkstoffeigenschaften, insbesondere den Korrosionsschutz, sicherzustellen.

An dieser Stelle setzt das Forschungsvorhaben an, mit dem Ziel, durch die systematische Untersuchung des komplexen Systems Schutzgaszuführung, Strömung, Störkontur, Laserstrahlprozess und Umgebungseinfluss eine Ableitung von anwendergerechten Auslegungskriterien zu entwickeln. Dem verfolgten Ansatz liegt eine systemische Betrachtung entlang dieses Strömungspfades von der Düse über den Arbeitsbereich mit den Wechselwirkungen im Laserstrahlprozess bzw. der Umgebung bis hin zur Störkontur zu Grunde. Experimentelle Untersuchungen ermöglichen dabei die Betrachtung von Analogien der Strömungstechnik sowie die methodische Zerlegung des komplexen Gesamtsystems.

Für KMU ergeben sich daraus deutliche Vorteile hinsichtlich der Reduzierung empirischer Untersuchungen zur Gestaltung der Schutzgaszuführung, die Vermeidung großvolumiger Schutzgaskammern/-kabinen mit der einhergehenden Reduzierung des Gasverbrauches. Die Anwendung der Auslegungskriterien kann eine maßgebliche Effizienzsteigerung des Vorrichtungsbaus sowie die Reduzierung der Reinigungs- und Wartungsarbeiten an Spannvorrichtungen erzielen. Damit wird eine Erweiterung der Anwendungen auf die Bearbeitung von Werkstoffen mit hohen Anforderungen an die Umgebungsbedingungen im Remote-Laserstrahlschweißen bei einer Steigerung der Schweißnahtqualität erreicht. Das erlaubt die Erweiterung des Produktportfolios von Anlagenherstellern, die Herstellung von Nullserien und die Anwendung bei Lohndienstleistern.