Die von Thyssenkrupp System Engineering und Wissenschaftlern des Fraunhofer IWU entwickelte Laserschweißzange lässt sich außerhalb von Laserschweißzellen einsetzen und funktioniert dank integrierter Absaugfunktion ohne energieintensive Pneumatik.

Laserschweißen

Fraunhofer IWU präsentiert neuartige Laserschweißzange

Fraunhofer und Thyssenkrupp entwickeln eine hocheffiziente Laserschweißzange, die ohne Druckluft und außerhalb geschlossener Laserschweißzellen einsetzbar ist.

Werden Bauteile per Laser verschweißt, entstehen giftiger Schweißrauch und Schweißspritzer. Letztere können sowohl zur Verschmutzung der Bauteiloberfläche führen, als auch die Lebensdauer des Schutzglases der Laserschweißoptik reduzieren. Außerdem wird Strahlung emittiert, die für Haut und Augen gefährlich ist.

Abhilfe schafft man in der Industrie bislang, indem die Laserschweißanlagen in Laserschweißzellen, also hermetisch geschlossenen Räumen, untergebracht werden. Um die Lebensdauer des Schutzglases zu erhöhen, werden Spritzer und Rauch bei herkömmlichen Systemen mit einem Luftstrahl, dem Crossjet, unter hohem Druck von der Schweißoptik weggeblasen und so im Raum verteilt. Der Rauch wird in der Regel durch großvolumige Raumluftabsaugungen entfernt. Nachteile dieses Vorgehens sind unter anderem ein enormer Energieaufwand für die Pneumatik des Crossjets, ein schlechter Flächenausnutzungsgrad in der Fabrik und Verschmutzungen von Optik und Bauteilen trotz der Blasluftreinigung.

Saubere Werkzeuge und Bauteile

Wie es wesentlich effizienter und flexibler geht, zeigen das Fraunhofer IWU und die Thyssenkrupp System Engineering GmbH. Gemeinsam haben die Forschungspartner eine Laserschweißzange für den Karosseriebau entwickelt, die ohne Crossjet auskommt und außerhalb von Laserschweißzellen einsetzbar ist.

Das im Oktober dieses Jahres erstmals präsentierte System ist so konzipiert, dass Schweißrauch und Schweißspritzer dort abgesaugt werden, wo sie entstehen: direkt im Schmelzbad. Die Besonderheit besteht darin, dass nur ein Teil der Luft zur Absaugung von Schweißspritzern und Rauch genutzt wird. Der andere Teil strömt unterhalb des Schutzglases der Optik in Richtung Fügestelle, was den Verzicht auf den pneumatisch betriebenen Crossjet ermöglicht und die Verschmutzung des Systems sowie der Werkstückoberfläche reduziert.

Zudem verhindert die geschlossene Bauweise des Laserschweißwerkzeuges im Zusammenspiel mit den Spannkufen, dass Laserstrahlung austritt. Es wird lediglich diffuse Strahlung emittiert, die bei Einhalten der üblichen Sicherheitsabstände keine Gefahr für Augen oder Haut darstellt.

Einsatzmöglichkeiten im automobilen 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 von Thyssenkrupp System Engineering und Fraunhofer IWU 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 mit Hilfe des Laserstrahls eine pinartige Struktur aus Stahl im Aluminiumwerkstoff erzeugt wird, die sich dort mechanisch verankert. Eine übermäßige Durchmischung der beiden Materialien wird dabei vermieden.

Werkstattzubehör

Rauch und Staub mobil absaugen und filtern

Auf der Euroblech in Hannover stellt Fumex seine neu entwickelte, mobile Absaug- und Filtereinheit CMF erstmalig den deutschen Fachbesuchern vor.

News

Top 100: Demmeler Maschinenbau für 3D-Schweißtische ausgezeichnet

Die Demmeler Maschinenbau ist einer der Technologie- und Marktführer bei 3-D-Schweißtischen. Jetzt wurde das Unternehmen als einer der Top-100-Innovationsführer ausgezeichnet.

Umformtechnik

Umformen 4.0 und die Silberhummel

Die Zukunft der Blechbearbeitung ist digital. Umformen 4.0 vermeidet Stillstände und Ausschuss und ermöglicht die Automobilproduktion in Stückzahl eins.

Handhabung

Tragbares Exoskelett entlastet Arbeiter

Leicht und atmungsaktiv: Comau präsentiert sein erstes tragbares Exoskelett "Mate". Die innovative, passive Federstruktur unterstützt effektiv - auch ohne Motor.