Fraunhofer IWU und Thyssenkrupp haben eine Laserschweißzange für den Karosseriebau entwickelt, die außerhalb von Laserschweißzellen einsetzbar ist. Das Werkzeug bietet Potenzial für den automobilen Leichtbau.
Die Laserschweißzange lässt sich außerhalb von Laserschweißzellen einsetzen und funktioniert dank integrierter Absaugfunktion ohne energieintensive Pneumatik
Fraunhofer IWU
Das Fraunhofer IWU und Thyssenkrupp System Engineering haben eine Laserschweißzange für den Karosseriebau entwickelt, die ohne Druckluft auskommt und die außerhalb von Laserschweißzellen einsetzbar ist. Damit bekommen die Forschungspartner gleich mehrere Probleme des konventionellen Laserschweißens in den Griff, etwa den giftigen Schweißrauch, Schweißspritzer und gefährliche Strahlung. Bislang begegnete die Industrie diesen Problemen mit hermetisch geschlossenen Laserschweißzellen und aufwendigen Luftstrahl-, den sogenannten Crossjet, und Raumluftabsauganlagen, die jedoch energieintensiv sind und zu einem schlechten Flächenausnutzungsgrad führen.
Das nun präsentierte System ist so konzipiert, dass Schweißrauch und Schweißspritzer direkt im Schmelzbad abgesaugt werden. Dabei wird nur ein Teil der Luft zur Absaugung von Schweißspritzern und Rauch genutzt, während der andere Teil unterhalb des Schutzglases der Optik in Richtung Fügestelle strömt, was den Verzicht auf den pneumatisch betriebenen Crossjet ermöglicht und die Verschmutzung von System und Werkstückoberfläche reduziert. Zudem verhindert die geschlossene Bauweise des Laserschweißwerkzeuges im Zusammenspiel mit den Spannkufen, dass gefährliche Laserstrahlung austritt.
Anwendung im Leichtbau
Darüber hinaus besitzt das neuartige Laserschweißwerkzeug Potenzial für den automobilen Leichtbau, bei dem das Multimaterialdesign immer mehr an Bedeutung gewinnt: Hybride Komponenten aus verschiedenen Werkstoffen werden häufig mit Klebeverbindungen gefügt. Da die meisten im Karosseriebau eingesetzten Klebstoffe unter Wärmeeinwirkung aushärten, bietet sich zum Fixieren der geklebten Bauteile das Laserschweißen an. Mit dem entwickelten Werkzeug lässt sich durch seinen Spannmechanismus im Vergleich zum konventionellen Laserschweißen eine einheitliche Klebstoffdicke sicherstellen. Zusätzlich entwickelten die Wissenschaftler eine Technologie zum Fügen von Mischverbindungen, bei der mithilfe des Laserstrahls eine Pin-artige Struktur aus Stahl im Aluminiumwerkstoff erzeugt wird, die sich dort mechanisch verankert. Eine übermäßige Durchmischung der beiden Materialien wird dabei vermieden.