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Das LZH forscht an einem geregelten Laserstrahlschweißprozess für Messing.
Foto: LZH
Das LZH forscht an einem geregelten Laserstrahlschweißprozess für Messing.

Laserschweißen

Messing automatisiert laserschweißen

Laserbasierte Fertigungsanlage soll stabile Prozesse und ästhetisch hochwertige Ergebnisse ermöglichen.

Messing wird für viele Bauteile genutzt, jedoch ist das Schweißen der Kupferlegierung herausfordernd. Das zulegierte Zink verdampft bereits unterhalb der Schmelztemperatur von Kupfer. So kommt es zu Porenbildung und einer hohen Heißrissneigung der Nähte. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) will dies zusammen mit der LMB Automation GmbH (LMB), Iserlohn, ändern. Im Rahmen des Projekts Laser-Messing arbeitet das LZH an einem Schweißprozess, der laserbasierte Tiefschweiß- und Fülldrahtprozesse kombiniert. Das Ziel: ein stabiler, automatisierbarer Prozess mit Schweißnähten ohne Poren, Schweißspritzer und Nahtunterwölbungen – für Bauteile mit hohem ästhetischen Anspruch. Eine automatisierte Schweißlösung würde die LMB Automation GmbH in die Lage versetzen, ihren Kunden Schweißprozesse für die Serienfertigung von Messingbauteilen anzubieten und somit ihr Produktportfolio entscheidend zu erweitern.

Regelbares Verfahren mit anpassbaren Strahlprofilen

Dafür setzt die Forschergruppe „Fügen und Trennen von Metall“ auf ein regelbares Verfahren in Kombination mit anpassbaren Strahlprofilen, das zwei Prozesse vereint. Mit Thermografie- und Spektroskopie-Daten werden sie den Prozess überwachen und eine Prozessregelung gemeinsam mit LMB entwickeln. Damit wollen sie die Energie gezielt in die Werkstücke einbringen und Dampfkapillarfluktuationen abmildern. Durch den Einsatz von Kern- und Ringspot soll der Prozess zusätzlich stabilisiert werden. Der anschließende Laserfülldrahtprozess glättet die Nahtoberfläche der zuvor erzeugten Tiefschweißnähte für Anwendungen im Sichtbereich. Messing hat eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Korrosionsbeständigkeit sowie ein ansprechendes Erscheinungsbild. Daher werden Bauteile aus Messing in vielen Anwendungen vom Armaturen-, Maschinen- und Apparatebau bis hin zum Kraftwerks-, Fahrzeug- und Schiffbau eingesetzt.

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Das LZH will zwei Prozesse zum Laserschweißen in einer Fertigungsanlage vereinigen und den Prozess mittels spektroskopischer Messdaten und anpassbaren Strahlprofilen regeln und stabilisieren.
Foto: LZH
Das LZH will zwei Prozesse zum Laserschweißen in einer Fertigungsanlage vereinigen und den Prozess mittels spektroskopischer Messdaten und anpassbaren Strahlprofilen regeln und stabilisieren.
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Foto: LUH/Christoph Lotz

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Foto: Martin Mechanic

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