Von D. Tyralla, H. Freiße und T. Seefeld, BIAS, Bremen
Laserbasierte Schweißverfahren sind etablierte Verfahren für das Auftragen und die Funktionalisierung von Werkstückoberflächen sowie zur Reparatur von verschlissenen Bauteilen. Durch die Verwendung eines drahtförmigen Zusatzwerkstoffs kann die Abschmelzleistung gegenüber pulverbasierten Auftragschweißprozessen enorm erhöht werden. Eine weitere Steigerung der Abschmelzleistung gelingt durch das Vorheizen des Drahts mittels Widerstandserwärmung. Bei einer hohen Abschmelzleistung ist eine kontrollierte Prozessführung notwendig, um eine hohe Beschichtungsqualität zu gewährleisten.
Am BIAS – Bremer Institut für angewandte Strahltechnik - erfasst eine neu entwickelte Quotientenpyrometer-Kamera während des Schweißens die Temperaturverteilung in der Prozesszone. Die gewonnenen Informationen stehen für eine Regelung der Stromstärke beziehungsweise der Laserleistung bereit, um eine optimale Schichtqualität zu gewährleisten. Die Integration eines Scannersystems in den Bearbeitungskopf sorgt für größtmögliche Flexibilität bei der Einstellung des Temperaturprofils, das auf die Schweißaufgabe abgestimmt ist.
Ziel des AiF-Projektes Kontrolliertes Laser-Heißdrahtbeschichten ist es, die Abschmelzleistung durch den Einsatz von modernen Hochleistungsstromquellen auf über zwei Kilogramm pro Stunde und pro eingesetztem Kilowatt Laserleistung zu erhöhen und dabei auftretende Prozessinstabilitäten regelungstechnisch abzufangen.
Die in diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse kommen direkt klein- und mittelständischen Unternehmen zugute, indem die entwickelte Regelungstechnik aufwendige Parameterstudien signifikant reduziert und den Unternehmen eine hohe Wettbewerbsfähigkeit durch die gesteigerte Abschmelzleistung ermöglicht.
Das IGF-Vorhaben Nr.: 19.674 N / DVS-Nr.: 06.100 Kontrolliertes Laser-Heißdrahtbeschichten der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V. des DVS (Aachener Str. 172, 40223 Düsseldorf) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Kontakt
Bremer Institut für angewandte Strahltechnik GmbH;
M. Eng. Dieter Tyralla; E-Mail: tyralla@bias.de
- www.bias.de
