Laserhybrid- und Engspalt-Unterpulverschweißen für dickwandige Stahlkonstruktionen

Mit dieser Verfahrensvariante können hohe Blechdicken mit geringerer Lagenanzahl und geringerem Wärmeeintrag hergestellt werden.

Kombination von zwei Schweißverfahren für Dickbleche: Laserhybrid- und Engspalt-Unterpulverschweißen

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Wie genau funktioniert die Kombination der beiden Schweißverfahren?

Eine Dickblechprobe wird mit einem technischen Null-Spalt zum Laserhybridschweißen vorbereitet.
© Fraunhofer IPK / Larissa Klassen
Eine Dickblechprobe wird mit einem technischen Null-Spalt zum Laserhybridschweißen vorbereitet.
Schweißnaht des kombinierten Laserhybrid- und Unterpulverschweißverfahrens des Fraunhofer IPK.
© Fraunhofer IPK
Schweißnaht des kombinierten Laserhybrid- und Unterpulverschweißverfahrens des Fraunhofer IPK.
Schematische Darstellung der Schweißlagenfolge bei der Prozesskombination von Laserhybrid- und Unterpulverschweißen (UP).
Schematische Darstellung der Schweißlagenfolge bei der Prozesskombination von Laserhybrid- und Unterpulverschweißen (UP).

Die Laserstrahl-Hybrid-Schweißtechnologie erweist sich in der schweißtechnischen Fertigung mehr und mehr als innovative Alternative gegenüber anderen Schweißverfahren. 

Forschende des Fraunhofer IPK entwickeln ein neues Verfahren, bei dem der effiziente Hochleistung-Laserstrahl-Hybrid-Prozess in Kombination mit dem Engspalt-Unterpulverschweißen zum Fügen von dickwandigen Konstruktionen eingesetzt werden kann.

Durch die Kombination der beiden Schweißverfahren wird die Fertigungszeit reduziert und die Wirtschaftlichkeit bei zunehmender Qualität und die Wettbewerbsfähigkeit vieler KMU erhöht werden. Auch die Produktivität bei der Fertigung von Türmen für Windenergieanlagen wird deutlich erhöht.

 

Es weist viele wirtschaftliche Vorteile auf:

  • Große Einschweißtiefe und die dadurch reduzierte Anzahl von Schweißlagen.
  • Eine geringe thermische Belastung des Grundwerkstoffs aufgrund reduzierten Wärmeeintrags.
  • Durch die Nutzung der elektromagnetischen Schmelzbadunterstützung, kann moderner, hochfester und wärmeempfindlicher Stahl effizient geschweißt werden.
  • Dadurch kann auf eine teure Nachbearbeitung der Nahtwurzel verzichtet werden.
  • Eine bessere Qualität der Wurzel führt zudem zu erhöhter Dauerfestigkeit der geschweißten Konstruktion.

Mit dieser Verfahrensvariante können hohe Blechdicken mit geringerer Lagenanzahl und geringerem Wärmeeintrag hergestellt werden. Dies reduziert die Kosten der Nachbearbeitung ebenfalls. Z. B. für das Spannungsarmglühen aufgrund höherer thermischer Belastung der zu schweißenden Werkstücke und der daraus resultierenden Eigenspannungen im Bauteil.

Die einseitige Zugänglichkeit gewährleistet den Verzicht auf teure Handhabungstechniken. Zudem können dickwandige Bauteile bedingt gewendet werden, was ein wesentlicher Vorteil zum Schweißen in Lage/Gegenlage darstellt.

 

Ergebnis:

  • Fehlerfreies Schweißen von Rundnähten, z. B. für die Verlegung von Pipelinerohren
  • Gleichbleibende Qualität durch einen hohen Automatisierungsgrad
  • Reduzierte Anzahl an Fülllagen. Das bedeutet weniger Energieverbrauch und Zusatzwerkstoffe

Durch die Erweiterung der Produktionstechnologien und den Einsatz neuer Konstruktionswerkstoffe ist nun eine effiziente Produktion möglich. Mit konventionellen Schweißverfahren war dies bisher technisch oder wirtschaftlich nicht realisierbar.

Was unsere Kunden sagen

"Der große Vorteil der Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPK ist, dass wir komplexe industrielle Fertigungsprozesse und Neuentwicklungen für Kunden vorab testen können." Michael Stark Leiter Spiralrohr, Schweiß- und Beschichtungstechnologie bei SMS group

 

Mehrdraht-Unterpulverschweißen von Großrohren

Ihr Ansprechpartner beim Fraunhofer IPK

 

Gerne sprechen wir individuell über Ihre Herausforderung und präsentieren unsere Lösungsansätze. Lassen Sie sich ganz unverbindlich beraten.

Mithilfe anwendungsorientierter Forschung entwickeln wir Lösungen entlang des gesamten industriellen Wertschöpfungskreislaufs.

 

Ihr Ansprechpartner:

Dr. Sergej Gook

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Telefon +49 30 39006-375

Für diese Branchen ist die Lösung interessant:

 
  • Offshore Erdöl- und Gasindustrie
  • Windkraftindustrie
  • Großrohrherstellung

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Informationsflyer

Erfahren Sie, wie Ihre Dickblech-Schweißprozesse mit unserer Unterstützung effizienter werden (Flyer in englischer Sprache).