Wirbelstromtechnik zur Nahtverfolgung beim Laserstrahlschweißen

Beim Laserstrahlschweißen von dünnen Blechen und Bauteilen im Stumpfstoß mit stetigem Nahtverlauf werden hohe Anforderungen an die Positionierung des Bearbeitungskopfes gestellt. Sowohl der Aufwand an Programmier- und Einrichtungsarbeiten als auch die hohen Anforderungen an die Bauteil- und Positionierungstoleranzen stellen für das Stumpfstoßschweißen enorme Kostenhemmnisse dar. Für Fügespalte, die aufgrund von geringen Spaltbreiten o.ä. optisch oder taktil schwer detektierbar sind, existieren derzeit keine geeigneten Nahtverfolgungssysteme.

Ziel eines neuen Vorhabens am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und am Institut für Werkstoffkunde der Leibniz Universität Hannover ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Nahtverfolgung und Bahnkorrektur beim Laserstrahlschweißen. Mit Hilfe der Wirbelstromtechnik soll die Position des Schweißspaltes örtlich im Vorlauf des Schweißprozesses vermessen werden, um hierdurch eine Bahnkorrektur vornehmen zu können. Durch eine Modifizierung der Wirbelstrom-Sensorik soll sich Bauteilkantenversatz und Abstandsänderung zur Bauteiloberfläche vernachlässigbar auf das Messergebnis und damit auf die Messgenauigkeit des Systems auswirken. Weiterhin werden die Parameter der Signalerzeugung und -aufbereitung für die Anwendung beim Laserstrahlschweißen von Stumpfstößen werkstoffspezifisch optimiert.

Eine kompakte Bauweise von Sensor und Sensorführung gewährleistet eine hohe Zugänglichkeit des Bearbeitungskopfes. Durch einen einfachen elektrischen und mechanischen Aufbau, bestehend aus Wirbelstromsensor-, Analyse- und Handhabungstechnik, ist eine kostengünstige, industrielle Umsetzung des Nahtverfolgungssystems möglich.

Ein kostengünstiger Wirbelstromsensor für das Laserstrahlschweißen erlaubt zum einen eine Reduzierung der Programmier- und Einrichtungsaufwand bei niedrigen Investitionskosten. Zum anderen sind zusätzliche Einsparpotentiale durch eine Steigerung der Schweißnahtqualität und Reduzierung der Ausschussraten zu erwarten.

Kontakt:
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Michael Botts
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
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Fax: +49 511 2788-100
E-Mail: m.botts@lzh.de
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.