Weniger Energie, weniger Material: Laserstrahl-Hybridschweißen
Beim Schweißen dickwandiger Stahlbauteile werden bislang große Mengen an Energie und Zusatzmaterial benötigt. Im Projekt „Laserstrahl-Hybridschweißen mit Doppeldraht für prozess- und energieeffizientes Fügen von dickwandigen Bauteilen“ (LaHDo) arbeiten die Verbundpartner an einem neuen Hybridverfahren, das diesen Verbrauch senkt. Dabei füllt ein Lichtbogen mit zwei abschmelzenden Drahtelektroden die Schweißnaht mit hoher Füllrate auf. Ein zusätzlich gependelter Laserstrahl aktiviert gezielt die Fugenflanken und sorgt für eine bessere Anbindung des Materials. Im Gegensatz zu konventionellen Verfahren, bei dem die Fuge durch mehrere Lagen aufgefüllt wird, soll im neuen Verfahren eine Lage ausreichen. Dadurch lässt sich dann Energieeinsatz und Materialverbrauch deutlich reduzieren.
Die Projektpartner nutzen im Projekt dickwandige Bauteile aus unlegierten Stählen mit Materialstärken bis 30 Millimeter. Solche Bauteile kommen unter anderem im Maschinenbau, in Pipelines, in Turbinenschaufeln und im Schiffbau zum Einsatz.
LZH entwickelt Bearbeitungskopf und Schweißprozess
Im Projekt bauen die Partner die gesamte Prozesskette auf. Die Gruppe „Maschinen und Steuerungen“ des LZH entwickelt einen leistungsfähigen Hybridbearbeitungskopf und die Gruppe „Fügen und Trennen von Metallen“ die dazugehörigen Schweißprozesse. Die MERKLE Schweißanlagen-Technik GmbH steuert eine angepasste Schweißstromquelle bei, die 4D Photonics GmbH eine prozessintegrierte Inline-Prozesskontrolle und die HAANE welding systems GmbH & Co. KG die Demonstratoranlage. Ergänzend entwickelt die DURUM Verschleißschutz GmbH neuartige Fülldrähte mit Durchmessern bis 2,4 Millimeter und passenden Eigenschaften.
Unterstützt werden die Entwicklungsarbeiten durch assoziierte Partner aus der Industrie unter anderem: B.I.G. Technology Services GmbH, CIVAN Lasers Europe GmbH, Laser on demand GmbH, Precitec GmbH & Co. KG und Westfälische Drahtindustrie GmbH.
Über LaHDo
Das Verbundvorhaben „Laserstrahl-Hybridschweißen mit Doppeldraht für prozess- und energieeffizientes Fügen von dickwandigen Bauteilen (LaHDo)“ wird im Rahmen der Förderung angewandter Energieforschung im Rahmen des 8. Energieforschungsprogramms aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert (FKZ: 03EN4132A).
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Bauen und Digitalisierung geförderte LZH widmet sich der selbstlosen Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet arbeiten inzwischen fast 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am LZH.
Das LZH bietet mit seinen Anwendungen der smarten Photonik Lösungen zu gegenwärtigen und zukünftigen Herausforderungen. Dabei arbeiten Naturwissenschaftler:innen und Ingenieur:innen interdisziplinär zusammen entlang der Prozesskette: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme oder für Quantentechnologien bis hin zu Prozessentwicklungen für die unterschiedlichsten Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizin- und Agrartechnik oder für den Leichtbau im Automobilsektor. 18 erfolgreiche Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie – und nutzt Licht für Innovation.