Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren
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InduWäLs

Induzierte Wärmefelder zur Vermeidung der Heißrissneigung beim Laserstrahlschweißen von Aluminium

Projektbeschreibung

 

Im Rahmen des IGF-Projektes InduWäLs erfolgte die Entwicklung eines Laserstrahlschweißverfahren für I-Stoßverbindungen an hochfesten Aluminiumlegierungen der 6000er Klasse. Die Minimierung der Heißrisse wurde maßgeblich durch thermisch induzierte Druckeigenspannungen erreicht, die berührungslos mittels Induktion im Aluminium parallel zum Laserstrahlschweißprozess generiert wurden. Zudem kann infolge der induzierten Wärmefelder die kritische Abkühlgeschwindigkeit reduziert werden, welches sich zusätzlich günstig auf die Rissunterdrückung auswirkt.

Mit dem am Fachgebiet entwickelten Verfahren können die Heißrisse bei höherfesten Aluminiumlegierungen durch induzierte Wärmefelder teilweise um bis zu 95 % reduziert werden. Eine aufwändige Drahtzuführung mit Spulenaufnahme, Push-Pull-Antrieb und Drahtdüse entfällt dadurch komplett. Lediglich eine deutlich einfachere und günstigere Induktionstechnik ist zu installieren, was das entwickelte Verfahren insbesondere für KMU äußerst interessant erscheinen lässt.

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Projektziele

  • Minimierung der Heißrisse bei hochfesten 6000er Aluminiumlegierungen
  • Entwicklung eines Laserstrahlschweißprozess mit überlagerten Wärmefelder
  • Steigerung der Schweißgeschwindigkeit durch Verzicht auf Schweißzusatzwerkstoff
Projektbild InduWäLs

Laufzeit
01.09.2011 - 31.07.2014

AiF-Forschungsvorhaben-Nr.

17.264 N

Projektbearbeiter

Dipl.-Ing. IWE Stephan Völkers

Fördermittelgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Arbeitsgemeinschaft industrieller Fördervereinigungen „Otto von Guericke“ e.V.

ForschungsvereinigungenDVS – Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V

Veröffentlichungen

Bertelsbeck, S.; Böhm, S.: Laserstrahlschweißen von Aluminium vermindert Rissbildung, Maschinenbau - Das Schweizer Industriemagazin, Ausgabe 11, November 2012

Somonov, V.; Böhm, S.; Geyer, M.; Bertelsbeck, S.: STUDY ON THE EFFECT OF INDUCTION HEATING TO PREVENT HOT CRACKING DURING LASER WELDING OF ALUMINUM ALLOYS. The Paton Welding Journal /2014, S.26-33

Geyer, M.; Bertelsbeck, S.; Böhm, S.: Reduction in hot-cracking tendency due to induced heat fields during laser welding of aluminium), EALA – European Automotive Laser Applications; 19 -20 February 2013 | Bad Nauheim, Germany

Geyer, M.; Bertelsbeck, S.; Böhm, S.: Reduzierung der Heißrissneigung beim Al-Laserstrahlschweißen. Tagung „Fügen im Karosseriebau”, 18. April 2013

Holland-Moritz, S.; Somonov, V.V.; Völkers, S. ; Geyer, M. ; Böhm, S.: Study on the effect of hot spots generated by induction heating to prevent hot cracking during laser welding of the aluminum alloys AA6082T6 and AA5754H22. Welding and Cutting 13 (2014) P. 310-318

·         Geyer, M.; Tschöpe, D.; Böhm, S. Reduction of Hot Cracks in the Laser Welding Process of Aluminium using the Induction of Heat Fields. Proceedings of the 7th Asia Pacific IIW International Congress 2013

·         Völkers, S.; Rebensdorf, A.; Böhm, S.; Somonov, V.: Reduction of hot cracks by inducing thermal fields in aluminium-magnesium-silicon alloys. 8th International Conference “Beam Technologies & Laser Application”, 21.-24.09.2015, St. Petersburg, Russland

Völkers, S.; Rebensdorf, A.; Böhm, S.: Laser- und Elektronenstrahlschweißen von Aluminiumwerkstoffen - Zusammenstellung von Forschungsprojekten, DVS-Berichte Band 347, S. 22-32, DVS Media GmbH, Düsseldorf 2018

Projektbegleitender Ausschuss:

ALSTOM

Hujer Lasertechnik GmbH

BBW Lasertechnik

IFF GmbH

TRUMPF GmbH + Co. KG

Coherent Inc. (LASAG)

 

 

IPG Laser GmbH

BLS Lasertechnology GmbH

Suisse Technology Partners AG