Ökologisch Schweißen von starken Blechen klappt hybrid noch besser

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Um relativ dicke Stahlbauteile schneller und effizienter schweißen zu können, entwickelt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) einen neuen Fügeprozess zum Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen mit Dickdraht.

Beim Schweißen von dicken Blechen müssen teilweise breite Nahtfugen mit Material aufgefüllt werden. Deshalb ist es das Ziel des Projekts „Öko Hybrid“, durch die Zufuhr von relativ dickem Draht mit einem Durchmesser von 3 Millimetern die Naht mit weniger Schweißlagen prozesssicher schließen zu können, wie die Experten vom LZH sagen. Dadurch soll der Fügeprozess deutlich schneller und ressourcenschonender werden. Ein mitlaufender Laserstrahl soll dabei den Prozess zusätzlich beschleunigen und stabilisieren.

Perfektes Hybridschweißen durch Hochleistung

Im Rahmen des Projekts untersuchen die LZH-Wissenschaftler auch Schweißprozesse an Feinkorn-Baustählen mit Blechdicken von bis zu 20 Millimetern. Dazu werde man einen neuartigen Hybridbearbeitungskopf entwickeln und aufbauen. Man will dazu eine bereits kommerziell verfügbare Laserstrahlquelle mit einer Leistung von 3 Kilowatt und eine 40 Kilowatt leistende Schweißstromquelle kombinieren.

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Die Schweißstromquelle wird übrigens vom Projektpartner Elma-Tech GmbH entwickelt. Und der Projektpartner Förster Welding Systems wird eine Komplettanlage für den neuartigen Hybridschweißprozess beisteuern. Die Westsächsische Hochschule Zwickau wird grundlegende Untersuchungen zum MSG-Schweißprozess (MSG = Metallschutzgasschweißen) durchführen, dabei die Schweißverbindungen prüfen sowie charakterisieren, wie es weiter zu den einzelnen Aufgaben heißt. Das Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen kombiniert folglich die Vorteile des MSG-Dickdrahtschweißens mit denen des Laserstrahlschweißens in einer gemeinsamen Prozesszone. So wird eine hohe Abschmelzleistung sowie eine hohe Schweißgeschwindigkeit erreicht. Mit dem Einsatz der 3-Millimeter-Drähte könne dann viel Material eingebracht werden. Damit ließe sich die Anzahl der zu schweißenden Lagen eben deutlich reduzieren, um die Effizienz dieser Art des Fügens zu steigern. Der zusätzlich eingesetzte Laserstrahl erhöht dabei, wie gesagt, die Prozessstabilität.

Grobblechverarbeiter rufen nach schnellen Schweißverfahren

Feinkornbaustähle kommen nach Aussage der LZH-Experten beispielsweise im Schiff-, Fahrzeug- und Pipelinebau zum Einsatz. Sie besitzen außerdem eine höhere Festigkeit als konventionelle Baustähle, weshalb geringere Materialstärken verwendet werden können. Damit wird es also möglich, weniger Material einzusetzen und folglich das Gewicht der Bauteile zu verringern. Das Material stellt aber hohe Anforderungen an den Schweißprozess. So führt beispielsweise eine zu langsame Abkühlung beim Schweißprozess zu unzureichenden Festigkeiten und Zähigkeiten, während sich bei einer zu schnellen Abkühlung Risse und Nähte mit hoher Härte bilden können. Die Wissenschaftler wollen deshalb die Schweißgeschwindigkeit und die Abschmelzleistung im Rahmen der erforderlichen Abkühlzeiten steigern.

Das Teilprojekt „Prozessentwicklung zum Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen mit größerem Drahtdurchmesser“ wird innerhalb des Projekts „Ökonomisches Hochleistungsschweißen von Feinkornbaustählen mittels Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen größerer Drahtdurchmesser (ÖkoHybrid)“ im Rahmen des „Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM)“ mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert (FKZ: KK5111716KT3).

Bis 30 Millimeter

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