Referenzprojekte zum Thema Thermisches Fügen

Nach aktuellem Stand der Technik erfolgt das Laserschweißen aus Gründen des Arbeitsschutzes in Laserschweißzellen. 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.

Eine hochinnovative und preiswerte Leichtbaulösung bietet die Materialkombination in Sandwichbauweise. Bisher fehlten jegliche Kenntnisse bzgl. der Materialeigenschaften sowie möglicher sinnvoller Verarbeitungstechnologien in den Bereichen Trennen, Fügen und Umformen. Nach experimentellen Untersuchungen zur Bestimmung der Materialkennwerte zur Einordnung des neuen Sandwichmaterials wurden ausgewählte Verarbeitungstechnologien für das Trennen, Fügen und Umformen definiert und deren Anwendung untersucht.

Höchstfeste Aluminiumlegierungen weisen eine eingeschränkte Schweißbarkeit auf. Ein zentrales Problem verschiedener Legierungen besteht in der Heißrissneigung der Schweißverbindungen. Das Laserstrahlschweißen bietet dabei ein großes Potenzial durch die verschiedenen verfügbaren Optiken mit jeweils spezieller Strahlformung.

Aluminium- und Stahlwerkstoffe sind aufgrund der sehr unterschiedlichen Eigenschaften nur schwer stoffschlüssig fügbar. Das Kondensator-Entladungsschweißen ist dem konventionellen Widerstandspunktschweißen (WPS) aufgrund seiner extrem kurzen Fügezeiten weitaus überlegen. Durch die Anwendung des Mehr-Impuls-Verfahrens konnte durch optimale Steuerung des Energieeintrags in die Fügestelle die Reproduzierbarkeit und Prozesssicherheit wesentlich gesteigert werden

Magnesiumwerkstoffe bieten ein großes Leichtbaupotential, insbesondere durch den Einsatz von Magnesium-Tailored-Products. Die Tailored-Products müssen schweißtechnisch hergestellt werden und dennoch eine hohe Umformbarkeit gewährleisten. Als Lösung wurde eine innovative Schneid-Schweiß-Technologie entwickelt, bei der die Nahtvorbereitung entfällt und die Spaltüberbrückbarkeit deutlich vergrößert wird.

Metall-Mischbauweisen zwischen Aluminium, Stahl und Magnesium mit optimiertem und belastungsgerecht verteiltem Materialeinsatz bieten eine wirtschaftliche Alternative für den Leichtbau. Die Herausforderungen für die thermische Fügetechnik liegen bei angestrebten maximalen Verbindungsfestigkeiten vor allem im Bereich der stark voneinander abweichenden physikalischen Werkstoffeigenschaften. Hierzu wurden verschiedene (Hybridfüge-)Verfahren konzeptioniert und die Verbindungseigenschaften charakterisiert.

Das Laserstrahlschweißen kann zukünftig bei viel mehr Fügeprozessen in der Industrie eingesetzt werden als bisher. Möglich wird das durch ein Nahtverfolgungskonzept für ein manuell bedienbares Laserhandschweißwerkzeug. Damit lassen sich die Vorteile der Lasermaterialbearbeitung auch im manuellen Bereich nutzen.