Deutschland hat ein neues Dickdraht-Hybrid-Laserlichtbogenschweißverfahren entwickelt

Das Laser Zentrum Hannover (LZH) arbeitet daran, die Qualität des Laserschweißens dicker Stahlbauteile zu verbessern und entwickelt zu diesem Zweck aktiv eine innovative Grobdraht-Hybrid-Laserlichtbogenschweißtechnologie.
Beim Schweißen dicker Bleche erscheinen herkömmliche Mehrlagenschweißverfahren angesichts großer Lücken, die geschlossen werden müssen, ineffizient.
Aus diesem Grund hat das Forschungsteam des ?koHybrid-Projekts eine revolutionäre Lösung entwickelt: die Verwendung eines groben Drahtes mit einem Durchmesser von 3 mm, der darauf abzielt, den Füllprozess zu beschleunigen, indem die Anzahl der zu verschweißenden Schichten reduziert wird Steigerung der Produktivität und Ressourcennutzung.
Um dies zu erreichen, führten sie einen zusätzlichen Laserstrahl ein, der den Schweißprozess weiter beschleunigen und seine Stabilität gewährleisten soll. Im Rahmen des Projekts „?koHybrid“ konzentrierten sich die LZH-Wissenschaftler auf das Schweißen von Feinkornbaustählen, die bis zu 20 Millimeter dick sein können und in vielfältigen Anwendungen wie dem Schiffs-, Fahrzeug- und Rohrleitungsbau zum Einsatz kommen .
Zu diesem Zweck haben sie einen neuen Hybridbearbeitungskopf entworfen und gebaut, der eine kommerzielle 3-kW-Laserstrahlquelle mit einer fortschrittlichen Schweißstromquelle von bis zu 40 kW geschickt kombiniert, um optimale Schweißergebnisse zu erzielen.
Der Projektpartner ELMA-Tech ist für die Lieferung der hocheffizienten Schweißstromquelle verantwortlich, während Fürster Welding Systems die komplette Hybridschweißanlage baut. Gleichzeitig übernimmt die Westsächsische Hochschule Zwickau die Grundlagenforschung zum MSG-Schweißverfahren sowie die umfassende Prüfung und Bewertung der Schweißverbindungen.
Der Hauptvorteil der Hybrid-Laserlichtbogenschweißtechnologie besteht darin, dass sie die hohe Abschmelzleistung des Dickdraht-Metalllichtbogenschweißens mit der hohen Geschwindigkeit und Präzision des Laserstrahlschweißens kombiniert und so einen doppelten Sprung in der Schweißeffizienz und -qualität ermöglicht. Insbesondere der Einsatz von 3 mm dickem Draht reduziert die Anzahl der Schweißlagen deutlich und verbessert die Arbeitseffizienz, während der zusätzliche Laserstrahl die Stabilität des Schweißprozesses zusätzlich erhöht.
Feinkornbaustähle zeichnen sich durch hohe Festigkeitseigenschaften aus. Sie ermöglichen den Einsatz dünnerer Materialien bei gleichbleibender Festigkeit und reduzieren so das Bauteilgewicht.
Allerdings ist das Schweißen des Materials äußerst anspruchsvoll und die Steuerung der Abkühlgeschwindigkeit ist besonders kritisch: Zu langsam führt zu einem Verlust an Festigkeit und Zähigkeit, während zu schnell zu Rissen mit hoher Härte führen kann. Daher setzen sich die LZH-Wissenschaftler dafür ein, die Schweißgeschwindigkeit und Abschmelzleistung drastisch zu erhöhen und gleichzeitig die entsprechende Abkühlzeit beizubehalten.
Das Teilprojekt „Entwicklung eines Hybridschweißverfahrens mit einem Laserstrahl MIG mit größerem Drahtdurchmesser“ wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des Projekts „Wirtschaftliches Hochleistungsschweißen von Feinkornbaustählen“ gefördert mittels Hybridschweißen mit einem Laser mit größerem Drahtdurchmesser MSG“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert wurde. Im Rahmen des Projektes „Wirtschaftliches Hochleistungsschweißen von Feinkornbaustählen mit Laser größeren Drahtdurchmessern MSG-Hybrid (?koHybrid)“, das Teil des Zentralen Innovationsprogramms für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ist, wird das Projektziel verfolgt Förderung von Innovation und Fortschritt in der Schweißtechnik.