BMBF – Förderinitiative
„MABRILAS – Materialbearbeitung mit brillanten
Laserstrahlquellen“
Projekt: Schweißen von Dickblechen mit brillanten Laserstrahlquellen
Akronym: HYBRILAS
Projektlaufzeit: 01.09.2009 – 31.08.2013
Das Projekt ist Teil der Förderinitiative „MABRILAS“ im Bereich der Optischen Technologien. Von den Ergebnissen erwartet das BMBF die nachhaltige Stärkung der Wettbewerbsposition der laserherstellenden und laseranwendenden Industrie in Deutschland.
Wissenschaftlich-technisches Projektziel
Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Bereitstellung einer Laser-MSG-Hybrid-Verfahrensstrategie und der notwendigen Prozesstechnik zum fehlertoleranten Einseiten-Schweißen von Grobblechen aus Stahl im Blechdickenbereich ≥ 20 mm und Aluminium bis 15 mm. Durch die Verbindung entsprechend hoher Materialstärken in einer Schweißoperation soll gegenüber konventionellen Verfahren erhebliche Fertigungszeit und durch neue konstruktive Freiheiten Zusatzwerkstoff eingespart werden. Zur Überwindung der bisherigen schweißtechnischen Prozessgrenzen sollen neue Lösungsansätze mit Querpendelung von Laserstrahl und MSG-Brennern entwickelt werden. Diese zielen auf die robuste Einsetzbarkeit des Verfahrens bei praxisüblichen Schweißpositionen, Spalt- und Toleranzmaßen ab.
Technologie
Das Laser-MSG-Hybridschweißen wird vor allem im Schiffbau erfolgreich eingesetzt. Die gestiegenen Ausgangsleistungen und Strahlqualitäten der Festkörperlaser erweitern das Feld möglicher Anwendungen, bei denen das Hybridschweißen seine spezifischen Vorteile, die gute Spaltüberbrückbarkeit und hohe Schweißgeschwindigkeit, ausspielen kann. Die gegenseitige Stabilisierung der Prozesse ermöglicht Schweißgeschwindigkeiten, die mit konventionellen Verfahren nicht realisierbar sind. Gleichzeitig haben Festkörperlaser geringe Einschränkungen in der Strahlführung und die Bearbeitung komplexer Strukturen ist möglich ohne einen Schutz vor Verschmutzung der Strahlführung vorzusehen. Sinkende Preise und hohe Wirkungsgrade machen das Hybridschweißen attraktiv für große Nahtlängen.
Nutzen für den Menschen
In der industriellen Serienfertigung großvolumiger Dickblechkonstruktionen mit hohen Schweißnahtlängen stellt der zu entwickelnde Prozess eine große Steigerung der Produktivität dar. Dieser Vorsprung wird deutliche Vorteile gegenüber den Wettbewerbern in Fernost und Russland erzeugen. Die Verbundpartner können Projektergebnisse direkt weitergeben und erfahrungsbasierte Empfehlungen zur Integration des Verfahrens in weitere Industriebranchen leisten. Die assoziierten Partner werden optimierte Endprodukte anbieten und neue Absatzmärkte erschließen. Die Alleinstellungsmerkmale der Verbundpartner werden wesentlich vergrößert, der Leistungsumfang verbessert und die Marktstrategie positiv unterstützt. Bei den Endanwendern werden drastisch reduzierte Fertigungskosten erwartet.