Options
1996
Conference Paper
Titel
Laserstrahlschweißen in Kombination mit konventionellen Techniken - Hybridschweißen
Abstract
Das Lichtbogen- und das Laserstrahlschweißen kann grundsätzlich in einer Prozeßzone zum sogenannten Hybridschweißen kombiniert werden. Beim Schweißen von Stahl werden die Plasmaparameter im wesentlichen durch den vom Laserstrahl er- zeugten Metalldampf bestimmt. Dementsprechend ist bei der möglichen Wechselwirkung des Laserstrahles, z. B. im Fall des CO 2- Lasers, mit dem Plasma eine ent- sprechende Beeinflussung des Plasmas durch an- gepaßte Arbeitsgase notwendig. Eine Führung oder Konzentration des Lichtbogens kann bei entsprechend angepaßter Prozeßauslegung erfolgen. Wesentliche Aspekte hierbei sind geometrische Randbedingungen bzw. Oberflächeneffekte im Bereich der Wechselwirkungszone. So wird die Richtung des Lichtbogens bei spitzer Elektrode durch die Elektroden- richtung vorgegeben und nur bei runder Elektrode und geringen Abständen zum Laserstrahl wird eine Lichtbo- genführung in geringem Umfang beobachtet. Wesentlich stärker wird die Führung und Konzentration des Lichtbogens d urch Werkstückkanten, wie sie bei der Herstellung von Tailored Blanks vorliegen können, oder durch lokales Abtragen von Schichten geringer Leitfähigkeit durch den Laserstrahl bewirkt. Ein Beispiel für den letzten Fall ist das Hybridschweißen von Aluminium, bei dem der Laserstrahl die Oxidschicht auf der Oberfläche entfernt und so lokal durch die freigelegte Aluminiumoberfläche mit hoher Leitfähigkeit eine Führung des Lichtbogens erfolgen kann. An singulär anwendungsspezifisch durchgeführten Entwicklungen zeigt sich, daß das Hybridschweißen in wirtschaftlicher und qualitativer Hinsicht vorteilhaft eingesetzt werden kann, aufgrund von einer erhöhten Prozeßeffizienz einer verbesserten Spaltüberbrückung einer gesteigerten Produktivität reduzierten Betriebskosten. Diese Vorteile können zum gegenwärtigen Stand der Entwicklungen am ehesten dort umgesetzt werden, wo lange gerade Nähte geschweißt werden, z. B. Tailored Blanks oder Strangpreßprofile für den Schienenfahrzeugbau. Für das Fügen vo n 3D-Bauteilen aus Aluminium eröffnen sich für dünne Blechdicken Perspektiven. Um allerdings das physikalisch-technische Potential dieses Verfahrens auch breitbandig wirtschaftlich nutzen zu können, bei gleichzeitiger Erfüllung hoher Qualitätsanforderungen, sind umfangreiche Untersuchungen zu den Prozeßgrundlagen notwendig. Ohne die Erarbeitung derartiger Grundlagen für ein tieferes Prozeßverständnis z. B. in den Gebieten Plasmaeigenschaften, Wechselwirkung von Laserstrahl und Lichtbogen , Gas- und hydrodynamische Aspekte, Werkstoffkundliche Einflußmöglichkeiten, Steuerung der Energiezufuhr kann eine industrielle Umsetzung dieses Verfahrens auf nur wenige Beispiele beschränkt bleiben, wobei der jeweilige Entwicklungsaufwand überproportional hoch sein wird
Konferenz