Bayerisches Laserzentrum BLZ

Laserschweißen sichert die Zukunft der Mobilität

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Anwendungsspezifische Verbesserungen

Um dabei den geforderten Anbindungsquerschnitt zu erreichen, wird die Schweißzone unter Anwendung einer Strahlpendelung mehrmals überfahren. Bild 1 zeigt eine exemplarische Laserschweißnaht an einem Massivdrahtstab-Paar. Dieses neuartige Aufbaukonzept ermöglicht die Adaption der Motorleistung durch die Variation der Länge der Massivdrahtstäbe und des Blechpaketes des Stators auf einfache Art, wodurch der 48 V-Motor schnell und unkompliziert für Fahrzeugklassen und -varianten verschiedener Hersteller angepasst werden kann.

Außer der Entwicklung der Schweißstrategie war im Rahmen des vom Projektträger Bayern geförderten Forschungsvorhabens zu ermitteln, mithilfe welcher Strahlquelle den spezifischen Werkstoffeigenschaften von Kupfer, wie beispielsweise der hohen Wärmeleitfähigkeit, begegnet werden kann, um einen stabilen Schweißprozess innerhalb der Solltaktzeit zu erreichen. Außer der Ermittlung des Einflusses von Einspannbedingungen, Schutzgasatmosphären sowie Schweißstrategien auf Schweißprozess und -ergebnis standen vor allem die entstehenden Schweißfehler, wie etwa Schweißspritzer, dabei im Fokus.

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Der Prozess wurde deshalb unter anderem mit zwei synchron laufenden Hochgeschwindigkeitskameras beobachtet, was die Erkennung der Ursachen von Nahtdefekten und die Rekonstruktion der Flugbahnen der Schweißspritzer ermöglicht (Bild 3). Die besten Ergebnisse konnten dabei mit einem Scheibenlaser in Kombination mit einer Scanneroptik erzielt werden. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wurden dann auf die Anwendung hin abgestimmte Maßnahmen abgeleitet, um benachbarte elektronische Bauteile vor Beschädigungen durch Schweißspritzer zu schützen und die Prozesssicherheit des Schweißens zu erhöhen.

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