Fraunhofer-Gesellschaft

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Beitrag zur Entwicklung und Integration unterschiedlicher Methoden zur Online-Qualitätssicherung beim Laserstrahlschweißen von Aluminiumkehlnähten

 
: Truckenbrodt, Christian
: Neugebauer, Reimund

Zwickau: Verlag Wissenschaftliche Scripten, 2014, 174 pp.
Zugl.: Chemnitz, TU, Diss., 2014
Berichte aus dem IWU, 79
ISBN: 978-3-942267-99-1
German
Dissertation
Fraunhofer IWU ()
Laserstrahlschweißen; Aluminiumkehlnähte; Schweißnahtüberwachung; Prozeßüberwachung; Fremdbeleuchtung

Abstract
Durch den konstruktiven Einsatz von laserstrahlgeschweißten Aluminiumkehlnähten am Überlappstoß kann im automobilen Karosseriebau die Stabilität der Bauteile erhöht sowie das Gewicht reduziert werden. Taktil geführte Laserstrahlschweißoptiken mit aktiver Positionsregelung ermöglichen einen automatischen Ausgleich von Bauteiltoleranzen und effizientes Laserstrahlschweißen jener Aluminiumkehlnähte in der Großserienfertigung. Trotz des hohen Automatisierungsgrads können unzulässige Nahtimperfektionen nicht vollständig ausgeschlossen werden. Aus diesem Grund sind 100 %-Kontrollen der Schweißnähte weiterhin notwendig. Nicht zuletzt aus Kostengründen wird hierfür eine nachrüstbare, vollständig automatisierte Lösung gewünscht, die die Fertigungstaktzeit nicht verlängert. Bestehende Systeme eignen sich nur bedingt und bieten dem Benutzer wenige Informationen über die Ursache der Imperfektionen. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung eines fremdlichtbasierten Kamerasystems, welches definierte Schweißnahtunregelmäßigkeiten durch bildbasierte Analysemethoden während der Schweißung erfasst. Zudem tragen die aufgezeichneten Videodaten zur Analyse von Prozessunregelmäßigkeiten sowie zur generellen Akzeptanz des Systems in der Großserienfertigung bei.

 

Laser welded aluminum fillet welds increase stability and decrease weight in the automotive body construction and are therefore often used for car body parts. Tactile guided laser welding optics with active position control enable automatic compensation for component tolerances. This allows efficient laser beam welding of those aluminum fillet welds in high-volume manufacturing. Despite the high degree of automation in this process unacceptable seam faults can not be completely excluded. It is still necessary to check all welded seams. A preferred solution would be to have a retrofittable, fully automated solution for the quality control, that does not extend the current production cycle time. This would lead to a higher quality as well as cost reductions. Existing systems are not suitable for the quality control of aluminum fillet welds and provide the user only with little information about the cause of imperfections. This thesis develops a camera based quality control system using an additional, high power, monochromatic illumination. The seam imperfections of the welding process are thereby detected in real time via an image based analysis. In addition the recorded video data contribute to the further analysis of process irregularities and for the general acceptance of the system in the large-scale production.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-283672.html