Metamodellentwicklung zur Schweißparameterprognose auf Basis multivariater Schliffbilddaten von linienförmigen Schweißverbindungen

Die Technologie des Laserstrahlschweißens ist ein fest etabliertes Verfahren in industriellen Anwendungen. Immer kürzere Entwicklungszyklen sowie hohe Flexibilität und Individualisierung der Produktion stellen eine große Herausforderung an die Ermittlung optimaler Prozessparameter dar. Diese technologischen Entscheidungen sind häufig an subjektive Erfahrungswerte des verantwortlichen Schweißfachpersonals gebunden und stellen eine Unschärfe dar, die technologisch häufig zu Einschränkungen der Prozesseffizienz führt. Verstärkt wird dieses Problem zukünftig durch den Mangel an qualifizierten und erfahrenen Fachkräften. Ein Lösungsansatz stellt deshalb die Erstellung eines Metamodells für die virtuelle Prognose von einzustellenden Schweißparametern und der resultierenden Schweißnahtqualität, in Bezug auf die geometrisch zu erreichenden Kenngrößen, dar. Im vorliegenden Beitrag werden die relevanten Bausteine zur Entwicklung der Entscheidungsbasis anhand des Metamodells vorgestellt. Diese bestehen prozessseitig aus den Ergebnissen einer gezielten, durch statistische Versuchsplanung (DoE) abgesicherten, Prozessparametervariation. Eine automatisierte Auswertung der metallographischen Schweißnahtuntersuchung dient zur Beschreibung der Parametereinflüsse. Dargestellt wird weiterhin der Modellstatus, der die virtuell zusammengeführten Parameter umfasst und in ein weiterführendes Prognosemodell überführt. Ziel ist es, für Prozessverantwortliche in klein und mittelständischen Firmen fundierte Parameterentscheidungen für Standardschweißaufgaben bereitzustellen.