Auf und Ab beim Laserschweißen – Untersuchungen zum vertikalen Strahlpendeln

Das sogenannte Wobbeln des Lasers, also ein Pendeln des Strahls in horizontaler Richtung, hat sich bereits etabliert, um qualitativ hochwertige Schweißverbindungen zu erzeugen. Diese Methode sorgt insbesondere für eine bessere Spaltüberbrückbarkeit. Das Strahlpendeln in vertikaler Richtung ist hingegen eine verhältnismäßig neue Möglichkeit, Laserschweißnähte zu optimieren.

Gemeinsam mit der Firma ROBUST AO untersucht das ifw Jena im Projekt Dynasti – Dynamische Strahloszillation in Z-Richtung – das Laserstrahlschweißen mit vertikalem Strahlpendeln. An Blindnähten und an Stumpfstößen von Baustahl sowie Aluminiumlegierungen werden Schweißnähte hergestellt. Die Versuche werden mit Pendelbewegungen des Laserstrahls in unterschiedlicher Intensität durchgeführt und mit Unterstützung der OSCAR PLT GmbH mittels High-Speed-Aufnahmen überwacht. Anhand der Hochgeschwindigkeitsaufnahmen des Schweißprozesses sollen für die verschiedenen Materialen und Blechdicken optimale Prozessparameter gefunden werden, um mit höchstmöglicher Geschwindigkeit Laserschweißnähte von hoher Qualität zu erzeugen.

Beobachtet werden dafür im Projekt vor allem die thermomechanischen und schmelzbaddynamischen Eigenschaften, die Rückschlüsse auf Spritzer- und Porenbildung in und um die Schweißnaht zulassen. Durch die Untersuchungen, die noch bis Ende März 2024 am ifw Jena durchgeführt werden, sollen Laserschweißprozesse noch wirtschaftlicher für Unternehmen werden. Betriebe können durch die Forschungsergebnisse in die Lage versetzt werden, größere Blechdicken auch an höherreflektiven Werkstoffen wie Aluminium effizient mit dem Laser zu schweißen.

Video der Versuche auf LinkedIn

Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Programm INNO-KOM.