Laserstrahlschweißen von Stahl und Aluminium
LZH
Stahl-Aluminium-Mischverbindungen sind von großem Interesse für den Leichtbau. Forscher verfeinern deshalb jetzt den Laserstrahlschweißprozess, um aus diesen Materialien auch dreidimensionale Strukturen sicher fügen zu können.
Eine der Herausforderungen beim Schweißen von Stahl und Aluminium besteht darin, die harten und spröden intermetallischen Phasen in der Schweißnaht weitestgehend zu vermeiden. Diese entstehen leicht, da Eisen und Aluminium schwer ineinander löslich sind. Ziel der Wissenschaftler des Laser Zentrums Hannover (LZH) im Projekt „LaserLeichter“ ist es nun, gemeinsam mit den Projektpartnern den Fügeprozess mittels Laserstrahlschweißen möglichst gut zu kontrollieren. Dafür werden verschiedene Messmethoden auf ihre Tauglichkeit geprüft.
Zum einen testen die Ingenieure eine spektroskopische Einschweißtiefenkontrolle, bei der die Emissionen des entstehenden Plasmas gemessen werden. Aus dessen Zusammensetzung kann im laufenden Prozess auf die Einschweißtiefe geschlossen und die Laserstrahlleistung entsprechend angepasst werden. Diese Kontrolle wird am LZH bereits an Flachproben evaluiert und soll nun auf dreidimensionale Strukturen erweitert werden.
Erprobung an Demonstratoren aus dem Automobilbau
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Zum anderen testen die Wissenschaftler einen Sensor des Projektpartners Precitec GmbH & Co. KG, der direkt die Tiefe des „Keyholes“ (Dampfkapillare) erfasst. Außerdem prüfen sie ein Thermografie-Verfahren der InfraTec GmbH und die nachlaufende zerstörungsfreie Probenanalyse durch aktive Thermografie der inpro Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH (inpro). Die im Projekt entwickelten Prozesse werden direkt an Demonstratoren aus dem Automobilbau erprobt, wie beispielsweise an einem Karosserieelement oder einem Batteriegehäuse.