WELDIMA

Untersuchungen zum Schweißen von Mischverbindungen mit brillanten Laserstrahlquellen

Weldima EyecatcherDas Ziel des Vorhabens besteht in der Ermittlung und Erprobung verfahrens- und systemtechnischer Voraussetzungen zum qualitätsgerechten und effektiven Laserstrahlschweißen von wirtschaftlich bedeutenden, bisher nicht oder nur sehr eingeschränkt schweißbaren Werkstoffkombinationen und Mischverbindungen (z. B.: Gusseisen / Einsatzstahl; hochkohlenstoffhaltigem Stahl / hitze- und zunderbeständigem Stahl; TaW-Ti für Luft- und Raumfahrtanwendungen) mittels Festkörperlasern höchster Strahlqualität. Die sich durch den Laserschweißprozess ergebenden Freiheitsgrade in der konstruktiven Gestaltung ermöglichen beträchtliche Einsparungen im Hinblick auf Herstellkosten und Gewicht der Produkte und Komponenten der beteiligen Projektpartner.

Durch die extrem gute Fokussierbarkeit der Laserstrahlen hoher Brillanz ist es möglich, einerseits extrem schmale Schweißnähte mit sehr hohen Schachtverhältnissen und extrem kurzen Schmelzbadlebensdauern zu erzeugen, die in Ihrer Dimension und den Aufheiz- und Abkühlraten eine erhebliche Reduzierung des Energieeintrages in das Werkstück ermöglichen.

Andererseits kann durch hochfrequente zeitliche, räumliche und leistungsmäßige Strahlmanipulation beispielsweise Einfluss auf den Aufmischungsgrad, die Schmelzbadturbulenz, das Aufschmelzverhalten der Fügepartner, die Nahtgeometrie und den Erstarrungsablauf genommen werden. Dies ermöglicht es, bisherige schweißtechnische Grenzen (Bildung von groben, spröden intermetallischen Phasen, von Heißrissen oder Kaltrissen) zu überwinden.

Die angestrebten Lösungen eröffnen beispielsweise im Bereich der Abgaskühlung neue Wege, die aufgrund der hohen Temperaturen bislang konstruktiv nicht bzw. nur mit erheblichen Aufwand darstellbar sind. Die damit verbundene Möglichkeit der Erhöhung der Betriebs- und Abgastemperaturen bewirkt eine deutliche Verbesserung des Wirkungsgrades von Verbrennungsmotoren und damit eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und des CO2-Ausstosses.

Wirtschaftliche Effekte ergeben sich nicht nur aus konstruktiven und fertigungstechnischen Vorteilen gegenüber Mitbewerbern, sondern auch aus einem gesteigerten Absatz von im Zuge der Systemtechnikentwicklung entstehenden Komponenten wie Faserlasern, Scannern und Nahtsuchsystemen selbst.

Ansprechpartner

Dr. Jens König
Robert Bosch GmbH, CR/APJ2
Postfach 30 02 40
70442 Stuttgart
Tel. (0711) 811-8618
Fax (0711) 811 5110893
E-Mail: Jens.Koenig2@de.bosch.com

Projektpartner

Behr GmbH
EADS Innovation Works Germany
Falldorf Sensor GmbH
Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS)
GETRAG Ford Transmissions GmbH
Robert Bosch GmbH
ROFIN-SINAR Laser GmbH
Scanlab AG