Anwendbarkeit und Modellbildung des Laser-Unterpulver Hybridverfahrens (LUPuS)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Uwe Reisgen
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 157548088

Durch die Synergieeffekte des Laserstrahl-MSG Hybridschweißens lassen sich gegenüber den einzelnen Verfahren eine höhere Schweißgeschwindigkeit. Einschweißtiefe und Spaltüberbrückung erzielen. Allerdings zeigen sich mit steigender Blechdicke zunehmend Entgasungsprobleme aus dem Wurzelbereich der Naht. Dieses Phänomen zeigte sich in einem vom ISF durchgeführten Forschungsvorhaben (AiF-Nr. 13.407). In diesem Forschungsvorhaben soll untersucht werden, ob sich diese Defizite durch die Substitution des Metall-Schutzgasschweissprozesses (MSG) mit einem Unterpulverschweißprozess (UP) vermeiden lassen. Durch den UP-Prozess ist mit der erweiterten Aufrechterhaltung des flüssigen Zustandes der Schmelze und einer verbesserten Entgasungsfähigkeit auch in der Nahttiefe zu rechnen. Der Hybridprozess wird im folgenden LUPuS (Laserstrahl-Unterpulverschweißen) genannt. Weiteres Ziel ist die Erstellung eines Wärmeeinbringungsmodells. Die notwendigen Einzelprozessmodelle werden parallel zum Anlagenaufbau und den ersten Schweißversuchen erstellt und unter Berücksichtigung der Koppelparameter zusammengeführt. Das Gesamtmodell wird im Verlauf des Forschungsprojektes kalibriert und verfeinert. Im Verlauf des Projektes wird die Prozessstabilität unter Variation von Parametern wie Prozessabstand, Anstellwinkel und Leistungsverteilung der Einzelprozesse optimiert. Mit den erworbenen Erkenntnissen wird der Prozess auf Blechdicken von 35 mm in Lage/Gegenlage-Technik erweitert. Weitere Arbeitspunkte umfassen die Untersuchung des Einflusses von Draht- Pulverkombinationen auf Prozessstabilität und mechanisch-technischen Eigenschaften der Naht und die Untersuchung der Strömungsverhältnisse und des Materialtransportes innerhalb der Naht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen