Richtungsunabhängiges Laser-MSG-Hybridschweißen mit Ringfokus und koaxialer Drahtzuführung für das Verbindungsschweißen und die additive Fertigung

Im AiF-geförderten Projekt KoaxHybrid (06.3164) werden das Laserschweißen (LB) und das Metallschutzgasschweißen (MSG) zu einem koaxialen, hybriden Verfahren kombiniert. In bisher entwickelten, konventionellen LB-MSG-Hybridverfahren ist die dazugehörige Systemtechnik lateral zueinander angeordnet, die Einzelprozesse wirken konsekutiv und der Hybridprozess ist nicht richtungsabhängig. Im Projekt werden Anforderungen für die Prozesse Fügen und Additiv ermittelt und anschließend eine bestehende Optik für den koaxialen Hybridprozess angepasst. Mit der angepassten Systemtechnik wird der richtungsunabhängige Hybridprozess mit koaxialer Drahtzuführung und Ringfokus in Betrieb genommen und unterschiedliche Betriebspunkte/Leistungsverhältnisse (Lichtbogen zu Laser) untersucht.
In Blindschweißungen werden die Zusammenhänge von Leistungsverhältnis und Einstellwerten auf die Schweißspurgeometrie, die Einbrandtiefe, das Auftreten von Spritzern, die Welligkeit der Spuren und die Entstehung von Poren oder Bindefehlern untersucht. Die ermittelten Werde werden in einem Benchmark mit dem konventionellen, lateralen LB-MSG-Hybridschweißen und den entsprechenden Einzelprozessen verglichen.
In für die beiden Anwendungen angepassten Versuchen werden die Richtungsunabhängigkeit und der Einfluss des Ringstrahldurchmessers auf den Schweißprozess untersucht. Für Fügeanwendungen werden Dickbleche bis zu 10 mm verschweißt. Für den additiven Aufbau werden Volumenkörper aufgeschweißt und Strategien sowie der kumulierte Wärmeeintrag untersucht. Zum Projektabschluss werden die Möglichkeit des koaxialen Hybridprozesses und der Systemtechnik anhand eines Demonstrators dargestellt.