Das Laser-MSG(Metall-Schutzgas)-Hybridschweißverfahren trägt dazu bei, die Problematik der Fall- und Ecknähte beim Schweißen mithilfe eines Roboters zu lösen. Ein vom BMWi (Bundesministerium für Wissenschaft) gefördertes Forschungsvorhaben zu diesem Thema bezieht sich hauptsächlich auf die Erstellung der Schweißnähte und die Entwicklung einer Prozesssensorik, basierend auf den Prinzipien des Lichtbogensensors. Dieses Hybridschweißverfahren wird zwar schon seit 2001 beim Schweißen von Verbänden des Schiffskörpers (Decksektionen) angewendet, erfordert jedoch immer noch einen hohen Aufwand an nachträglichen Richtarbeiten. Das Forschungsvorhaben hat sich zum Ziel gesetzt, alle erforderlichen Schweißnähte aufeinanderfolgend in einem Schweißvorgang zu erstellen, wobei eine geeignete Sensorik in die Fertigung integriert werden soll. Der Stand der Technik des Laser-MSG-Hybridschweißverfahrens wird ausführlich beschrieben. Zur Anwendung kommt ein Faserlaser mit Leistungen bis 30 kW und auch darüber. Weiterhin wird auf Aspekte der Energieeinkopplung eingegangen, insbesondere beim Schweißen von fallenden Kehlnähten sowie von Kehlnähten mit Spalt. Als Hardware kommt ein Faserlaser, ein Cloos-Hybridkopf und ein Scannerspiegel zur Anwendung. Durch Anpassung der Schweißgeschwindigkeit der MSG-Parameter und Defokussierung des Laserstrahls über den Scannerspiegel können Spalte bis zu 1 mm überbrückt werden. Die ersten Versuchsergebnisse haben fehlerfreie Nähte mit der für Fallnähte typischen Hohlkehle ergeben. Der Lichtbogensensor der Robotersteuerung wurde für das Hybridschweißen qualifiziert. Durch die feste Geometrie zwischen Laserstrahl und MSG-Brenner strahlte der Laserstrahl bei der Pendelbewegung sowohl in das Gurt- als auch in das Stegblech. Eine durchgängige Nahtwurzel konnte nicht erstellt werden. Erst durch eine um 180 Grad phasenverschobene Pendelung des Laserstrahls über den Scannerspiegel konnte eine fehlerfreie Nahtwurzel bei eingeschalteter Liclitbogensensorik erzeugt werden. Anwendungsorientierte Schweißversuche im Werftumfeld zeigten die praktische Umsetzbarkeit der gefundenen Parameter im industriellen Umfeld.
Einsatz eines Roboters für das Laser-MSG-Hybridschweißverfahren
Application of a welding robot for laser-MIG-hybrid welding process
Schiff und Hafen / Seewirtschaft ; 60 , 10 ; 60-66
2008
6 Seiten, 13 Bilder, 15 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch