Stabilerer Prozess beim Laserstrahlschweißen

Ziel eines am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) abgeschlossenen Forschungsvorhabens war es, die Prozessgeschwindigkeit und -stabilität beim Laserstrahlschweißen zu erhöhen. Dabei wurde hochfrequentes Strahlpendeln eingesetzt, um Dampfkapillaren variabel zu formen und die Streckenenergie im Vergleich zur Doppelfokustechnik zu reduzieren. Dafür wurde sowohl ein Bearbeitungskopf konstruiert und gebaut, als auch charakterisiert und optimiert. Dieser wurde mit Musterbearbeitungen an Aluminium- und vereinzelt an verzinkten Stahlwerkstoffen getestet.

Erste Versuche haben gezeigt, dass beim Schweißen von Aluminium AA5182 hohe Strahlpendelfrequenzen nötig sind, um Prozessporen signifikant zu reduzieren. Daraufhin wurde ein hochfrequenter Resonanzscanner mit Pendelfrequenzen von bis zu 3710 Hz bei beliebig einstellbaren Nutzpendelhüben bis über 2 mm konstruiert. Außerdem wurden Erkenntnisse gewonnen, die neben der Porenreduktion auch die Erhöhung der Spaltüberbrückbarkeit, den Einfluss der hochfrequenten Strahlpendelung auf die Kapillargeometrie und die Größe des Schmelzbades zeigten.

Hiermit könnte die Möglichkeit geschaffen sein, Aluminiumwerkstoffe bei hoher Prozessstabilität und verringerter Streckenenergie prozesssicherer zu schweißen als dies bisher mit der Doppelfokustechnik möglich ist. Dadurch erhöht sich das Anwendungsspektrum vorhandener Anlagen. Eine Abschätzung des wirtschaftlichen Mehraufwandes für einen hochfrequenten Resonanzscanner-Bearbeitungskopf hat gezeigt, dass die Vorraussetzungen für eine wirtschaftliche Umsetzung des neuen Verfahrens in der industriellen Anwendung gegeben sind.

COMPAMED.de; Quelle: Laser Zentrum Hannover e.V.