Laserstrahlschweißen der Laserklasse 1 im Fahrzeugbau

Was ist die Herausforderung?

Nach aktuellem Stand der Technik erfolgt das Laserschweißen aus Gründen des Arbeitsschutzes in Laserschweißzellen. Neben den Laserschweißzellen an sich sind Raumluftabsaugungen, Wärmerückgewinnungsvorrichtungen und der benötigte Baueiltransfer Kostentreiber. Ein weiter Nachteil von Laserschweißzellen ist, dass Änderungen der Produktionsabläufe aufgrund der in der Regel ortsfesten Laserschweißzellen nur eingeschränkt möglich sind.

Welche Lösung haben wir für Sie?

In enger Zusammenarbeit zwischen thyssenkrupp Automotive Body Solutions und dem Fraunhofer IWU wurde eine neuartige Lösung entwickelt, mit dem erstmals das kontinuierliche Laserschweißen ohne Nahtlängenbegrenzung außerhalb von Laserschweißzellen ermöglicht wird. Dies wird durch die Verwendung einer speziellen Düse ermöglicht, die den Prozess umschließt und dadurch das Austreten von Laserstrahlung verhindert. Die Düse ist so gestaltet, dass Schweißrauch und Schweißspritzer effektiv am Ort der Entstehung abgesaugt werden, ohne dabei den Schweißprozess nachteilig zu beeinflussen. Dadurch können die Anforderungen an die Raumluftqualität eingehalten werden. Gleichzeitig wird das Anhaften von Schweißrauch und Schweißspritzern an der Bauteiloberfläche signifikant reduziert. Aufgrund des speziellen Düsendesigns wird die Schutzglasstandzeit auch ohne den etablierten Crossjet sichergestellt. In Kombination mit dem von thyssenkrupp Automotive Body Solutions bewährten Laserspannkopf 06 (LSK06) kann aufgrund des integrierten Spannkonzepts sowohl eine saubere Auflage der zu verschweißenden Bauteile als auch die korrekte Position der Bauteile zu den Spannkufen sichergestellt werden. Dadurch sinken zum einen die Anforderungen an die Schweißvorrichtungen, zum anderen ist dieser Aufbau zur Gewährleistung der Arbeitssicherheit von essenzieller Bedeutung. 

Was steht jetzt konkret zur Verfügung?

Mit dem neuartigen Laserschweißwerkzeug werden Bauteile gespannt und näherungsweise spritzerfrei verschweißt. Die Lasersicherheit des Werkzeugs wurde von der Berufsgenossenschaft abgenommen, sodass das Laserschweißen von kontinuierlichen und gekrümmten Schweißbahnen ohne Längenbegrenzung außerhalb von Laserschweißzellen möglich ist. Das aktuelle Laserschweißwerkzeug wurde speziell für die Anwendungen des Karosseriebaus entwickelt. Der Übertragung des Konzepts für Applikationen des Schienenfahrzeug- bzw. des Wagonbaus steht nichts im Weg.

Eckdaten zum Projekt

Entwicklungspartner und Vertreiber des Serienprodukts

thyssenkrupp Automotive Body Solutions