Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stahl-Aluminium-Mischverbindungen mit dem Laser schnell und sicher fügen

05.06.2018

Für den Automobilbau der Zukunft braucht es belastungsangepasste und leichte Bauteile aus Stahl-Aluminium-Mischverbindungen. Im Forschungsvorhaben LaserLeichter hat das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) einen Remote-Laserstrahlschweißprozess entwickelt, mit dem dreidimensionale Strukturen aus Stahl und Aluminiumlegierungen schnell und zuverlässig gefügt werden können.

Robuste und leichte Bauteile aus Stahl-Aluminium-Mischver­bindungen eignen sich ideal zur Verringerung des Fahrzeuggewichts und können zur Reduzierung des Schadstoffausstoßes beitragen.


Remote-Laserstrahlschweißen von Stahl-Aluminium-Mischverbindungen.

Foto: LZH


Mit Remote-Laserstrahlschweißen lassen sich Stahl und Aluminium sicher und schnell verbinden.

Foto: LZH

Um das Fügen der Mischverbindungen für den Serieneinsatz in der Automobilindustrie zu optimieren, haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des LZH Prozesse für das Fügen von Zwei- sowie Drei-Blechverbindun­gen mit hohen Schweißgeschwindigkeiten von bis zu sieben Meter pro Minute entwickelt.

Basis für den Remote-Laser­strahl­schweißprozess ist die von der Firma TRUMPF Laser GmbH neu entwickelte 3D Scanneroptik. Mit dieser werden komplexe dreidimensionale Nahtgeometrien selbst bei großen Strukturen möglich. Damit ist der Prozess insbesondere für den Karosseriebau interessant und kann aufwendige Roboterbewegungen ersetzen.

Stabile Verbindung im Crashfall

Die Schweißverbindung erreicht eine Scherzugfestigkeit von circa 67 Prozent der Aluminiumlegierung. Durch die parallele Anordnung von drei Schweißnähten kann diese sogar auf etwa 95 Prozent erhöht werden.

Der Prozess wurde für Batterie­gehäuse von Elektroautos, Sitzstrukturen und Karosseriebauteile entwickelt. Die Volkswagen AG (VW) hat die Validierungs­bau­teile für Karosserieanwendungen quasistatisch und dynamisch geprüft. Die gefügten Mischverbindungen weisen ein vorteilhaftes Crashverhalten auf, da die Fügepartner vollständig verbunden bleiben.

Einsatz des Lasers minimiert intermetallische Phasen

Eine der Herausforderungen beim Schweißen von Stahl und Aluminiumlegierungen ist, die Bildung harter und spröder intermetallischer Phasen in der Schweißnaht zu reduzieren, da sich diese nicht vollständig vermeiden lassen.

Beim Laserstrahlschweißen wird Wärme gezielt und nur in geringem Maße in das Werkstück eingebracht. Daher bilden sich diese Phasen in reduziertem Umfang aus und die artungleichen Werkstoffe werden definiert aufgeschmolzen. So lässt sich die Durchmischung in der Fügeverbindung kontrollieren.

Über LaserLeichter

In dem Verbundvorhaben „Entwicklung von laserbasierten Fügetechnologien für artungleiche Leichtbaukonstruktionen“ (LaserLeichter) arbeiteten unter Koordination der Robert Bosch GmbH LZH, VW, inpro Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH, Precitec GmbH & Co. KG, MATFEM Partnerschaft Dr. Gese & Oberhofer, LUNOVU GmbH, Scherdel Marienberg GmbH, InfraTec GmbH, Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg und das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS zusammen.

Assoziierte Partner waren TRUMPF Laser GmbH, ASTOR Schneidwerkzeuge GmbH, ThyssenKrupp Steel Europe AG, Bond-Laminates GmbH und Hydro Extrusion Offenburg GmbH (vormals Sapa Aluminium Profile GmbH). LaserLeichter wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Verbands „Photonische Verfahren und Werkzeuge für den ressourceneffizienten Leichtbau“ gefördert. Der Verband wurde vom LZH koordiniert.

Weitere Informationen:

https://www.lzh.de/de/publikationen/pressemitteilungen/2018/stahl-aluminium-misc... Pressemitteilung mit Video

Lena Bennefeld | Laser Zentrum Hannover e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Lasertests unter Tiefsee-Bedingungen am LZH
19.06.2018 | Laser Zentrum Hannover e.V.

nachricht Dem Fettfinger zu Leibe rücken: Neuer Nanolack soll Antifingerprint-Oberflächen schaffen
15.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rätselhaftes IceCube-Ereignis könnte von Tau-Neutrino stammen

19.06.2018 | Physik Astronomie

Automatisierung und Produktionstechnik – Wandlungsfähig – Präzise – Digital

19.06.2018 | Messenachrichten

Überdosis Calcium

19.06.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics