Fehlerfreies Schweißen von Rundnähten

Die Entstehung eines fehlerbehafteten Überlappbereiches beim Schließen einer Rundnaht bleibt bisher ein Hindernis, das die Einsetzbarkeit des effizienten Laserstrahl-Hybrid-Schweißverfahrens maßgeblich beschränkt. Das im Projekt neu entwickelte Verfahren behebt diese Problematik und erhöht die Eignung des Laserstrahl-Hybrid-Schweißverfahrens für geschlossene Schweißnähte.

Die Laserstrahl-Hybrid-Schweißtechnologie erweist sich in der schweißtechnischen Fertigung mehr und mehr als innovative Alternative gegenüber anderen Schweißverfahren. Das Laserstrahl-Hybridschweißverfahren weist viele wirtschaftliche Vorteile, wie eine große Einschweißtiefe und die daurch reduzierte Anzahl von Schweißlagen oder eine geringe thermische Belastung des Grundwerkstoffs aufgrund reduzierten Wärmeeintrags, auf.  Jedoch konnte dieses Schweißverfahren lediglich für das effiziente Schweißen von Längsnähten eingesetzt werden. Dabei können die fehlerbehafteten Start- und Stoppbereiche außerhalb des Bauteilkörpers mit Hilfe von Anlauf- sowie Auslaufblechen herausgeführt werden. Eine Vielzahl von Schweißaufgaben, z.B. beim Schweißen von Segmenten von Windkraftanlagen oder dem Orbitalschweißen beim Verlegen von Großrohrleitungen sieht vor, dass die zu schweißenden Bauteile mit einer Rundnaht zusammengefügt werden.  Es ist konstruktivtechnisch nicht vermeidbar, dass beim Schließen einer Rundnaht ein Überlappbereich entsteht. Ein zentrales Problem ist hier, dass der Überlappbereich durch die Bildung von Imperfektionen wie Poren, Rissen oder eines Endkraters gekennzeichnet ist. Der Endkrater wirkt dabei als geometrische Kerbe und verschlechtert die Betriebsfestigkeit der gesamten Schweißverbindung. Bisher liegen keine universellen Lösungen zur fehlerfreien Ausführung von geschlossenen Rundnähten beim Laserstrahl-Hybridschweißen im Dickblechbereich vor.

Das Fraunhofer IPK befasst sich mit der Entwicklung eines Verfahrens, mit dem die Entstehung dieser Schweißimperfektionen vermieden wird. Die Überführung der Projektergebnisse in die industrielle Praxis wird das Applikationsfeld der Laser-Hybrid-Technologie deutlich ausweiten. Das technische Know-how des neuen Verfahrens besteht darin, dass der effiziente Hochleistung-Laserstrahl-Hybrid-Prozess auch auf runde geschlossene Schweißnähte übertragen wird, die aufgrund von Komplikationen mit der Bildung von Endkratern, bisher nur konventionell geschweißt werden konnten.