Schweißen mit Autopilot – Unsichtbare Schweißbahn mittels Sensor korrigieren

Verdeckte T-Stoß-Verbindungen stellen für das Schweißen eine besondere Herausforderung dar: Der Laserstrahl wird von außen zugeführt, der anzufügende Steg hinter dem Deckblech ist dabei nicht sichtbar. Typische Anwendungen solcher T-Stoß-Verbindungen könnten Sandwichstrukturen sein, wie sie derzeit im Schiffbau verwendet werden. Zwischen den Blechen der oberen und der unteren Deckschicht werden Stege eingefügt, die die Stabilität erhöhen, bei gleichzeitig geringem Gewicht der Gesamtkonstruktion.

Auch im Fahrzeug- und Flugzeugbau können solche Konstruktionen eingesetzt werden.

id150421 hiddent

Da kein direkter Zugang zum Steg im Inneren besteht, muss das Stegblech für eine fehlerfreie Anbindung bisher sehr exakt positioniert werden. Schon geringe Abweichungen lassen den Schweißstrahl ins Leere laufen. Am BIAS – Bremer Institut für angewandte Stahltechnik GmbH haben Wissenschaftler nun eine Lösung gefunden, die Verbindungen von außen zu fügen, indem während des laufenden Vorgangs die exakte Position des Stegs ermittelt wird.

Durch ein Regelungssystem auf der Außenseite des Werkstücks, also auf der Seite des Lasers, erkennt die Erfindung der Bremer Ingenieure die Position des Stegblechs auf Grundlage einer Einschweißtiefenmessung. Geeignete Sensoren sind bereits auf dem Markt erhältlich. Sobald die Schweißnaht außerhalb des Stegblechs liegt, wird das Durchschweißen des deckenden Blechs erkannt. Die Schweißbahn wird automatisch korrigiert. Um das Auffinden des verdeckten Stegs zu erleichtern und den Anbindungsquerschnitt zu erhöhen, wird vor dem Fügen die Kante des Stegs per Laserbearbeitung verbreitert. Für die Weiterentwicklung des zum Patent angemeldeten Verfahrens bis zur Serienreife suchen die Wissenschaftler nun Partner aus der Industrie.

Ebenfalls erschienen in:
i2b express 2016/02 vom 20.10.2016
Kategorie: Innovative Produktideen aus dem Nordwesten
Autor: Richard Verhoeven unter Mitwirkung von H. Kügler, P. Woizeschke und T. Seefeld