ERFOLG DURCH INNOVATION

Zurück

Laserschweissen von verdeckten T-Stössen

Schweißbahnregelung verhindert Durchschweißungen (BS141)

 

HINTERGRUND


Das Fügen sogenannter verdeckter T-Stöße stellt in der Schweißtechnik ein bekanntes Problem dar. Bei einem T-Stoß wird ein Stegblech mit seiner Stirnseite senkrecht an die Fläche eines Gurtblechs gefügt, so dass sich die Form eines T's ergibt. Bei einem verdeckten T-Stoß ist die Fügestelle nicht direkt zugänglich, da sie vom Gurtblech verdeckt wird. Verdeckte Stöße werden beispielsweise bei Sandwichstrukturen angewendet, die in der Automobil- und Luftfahrtindustrie als Leichtbauelemente eingesetzt werden. Das Schweißen verdeckter Stöße erfolgt mit einem Laser, indem das Gurtblech genau gegenüber dem Stegblech durchdrungen wird und auf die zu fügenden Stirnseite des Stegblechs trifft. Dies erfordert eine hohe Positioniergenauigkeit des Stegblechs und des Lasers. Ist diese nicht gegeben, kann es zu fehlerhaften Schweißnähten kommen. Die gewünschte Qualität der Schweißverbindung wird nicht erreicht.

 

LÖSUNG


Das am BIAS – Bremer Institut für angewandte Strahltechnik entwickelte und patentierte Verfahren ermöglicht das zuverlässige Laserschweißen von verdeckten Stößen, die mit herkömmlichen Verfahren nicht oder nur mit hohem Aufwand gefügt werden können. Die Erfindung löst das Problem, indem die Position des Stegblechs während des Schweißens erkannt und die Schweißbahn automatisch korrigiert wird. Das Erkennen der Schweißbahn erfolgt über ein spezielles Verfahren, bei dem ein über dem Gurtblech befindlicher Sensor die Tiefe der Schweißbahn ermittelt. Befindet sich die Schweißnaht außerhalb des Stegblechs, wird das Durchschweißen des Gurtblechs vom Sensor erkannt und die Schweißbahn automatisch korrigiert. Die genaue Ermittlung der Position des Stegblechs lässt außerdem eine Oszillation des Laserstrahls über die gesamte Breite des Stegblechs zu. Dadurch wird ein Vollanschluss des Steg- an das Gurtblech erreicht. Als Erweiterung der Erfindung wird die Stegkante vor dem Schweißen verbreitert. Dadurch ist das Stegblech einfacher zu detektieren und die Schweißbahn muss weniger exakt geregelt werden oder es kann eine breitere Verbindungsstelle erreicht werden.
Die Erfindung wurde im Laborversuch getestet und soll im Rahmen einer Kooperation weiterentwickelt und umgesetzt werden.

 

VORTEILE UND ANWENDUNGEN


Die Anwendungen der Erfindung liegen im Laserstrahlschweißen von schwierig zu fügenden T-Stößen, z.B. bei der Herstellung von Sandwichstrukturen. Die Erfindung eignet sich sowohl
für die Serienproduktion großer Unternehmen als auch für die Herstellung von Kleinserien und Einzelstücken durch kleine und mittlere Unternehmen der metallverarbeitenden Industrie.

Weitere Vorteile:

  • Die Erfindung kann in vorhandene Laserschweißanlagen integriert werden.
  • Die Verringerung des Positionieraufwandes spart Kosten und verkürzt Rüst- und Bearbeitungszeiten.
  • Es lassen sich Verbindungen fügen, die bislang für Laserstrahlschweißen nicht geeignet waren.

 

ANWENDUNGSBEREICH

Maschinenbau, Leichtbau

SCHLÜSSELWÖRTER

Laserschweißen, verdeckte Stöße, Schweißbahnregelung

SCHUTZRECHTE

DE 2015 115 183 A1 veröffentlicht

ANGEBOT

Lizenzierung, Verkauf, Kooperation

EINE ERFINDUNG VON

BIAS – Bremer Institut für angewandte
Strahltechnik GmbH

DOWNLOADS

Zurück zum Innovationsportfolio