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Universität Hannover

Wissenschaftler demonstrieren Schnelligkeit des Elektronenstrahlschweißens

08.04.2009 | Redakteur: Josef-Martin Kraus

Demonstrationsanlage zum Elektronenstrahlschweißen an Atmosphäre. Im Vergleich zum Laserstrahlschweißen ist der Wirkungsgrad um das Fünf- bis Zehnfache höher.
Demonstrationsanlage zum Elektronenstrahlschweißen an Atmosphäre. Im Vergleich zum Laserstrahlschweißen ist der Wirkungsgrad um das Fünf- bis Zehnfache höher.

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Am Institut für Werkstoffkunde der Universität Hannover steht eine Demonstrationsanlage zum Elektronenstrahlschweißen an Atmosphäre. Im Innovationszentrum Ingenieurwerkstoffe erläutern Institutsmitarbeiter den Besuchern die Verfahrensvorteile. Insbesondere wird die Schnelligkeit hervorgehoben.

Ausschlaggebend dafür sind eine hohe Strahlleistung (bis 25 kW) und ein im Vergleich zum Laserstrahlschweißen fünf- bis zehnfach höherer Gesamtwirkungsgrad (etwa 50%). Diese Parameterkombination ermöglicht laut den Wissenschaftlern bei Feinblechen eine Schweißgeschwindigkeit von über 10 m/min.

Das Elektronenstrahlschweißen an Atmosphäre wurde vor rund 40 Jahren in Deutschland entwickelt. Allerdings fanden über Jahrzehnte hinweg die Verfahrensvorteile hierzulande wenig Beachtung. Anders in den USA, wo sich das Elektronenstrahlschweißen in der Großserienfertigung der Automobilindustrie etablierte.

Leichtbau bringt Elektronenstrahlschweißen voran

Erst seit kurzer Zeit widmet man sich in Europa verstärkt diesem Verfahren, seitdem der Trend zum Leichtbau die Verarbeitung von Aluminium- und höherfesten Feinblechen aus Stahl forcierte und man zum Schweißen dieser Bleche nach einem schnellen und wirtschaftlichen Verfahren Ausschau hielt. Eine Folge davon war, dass die deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) die Demonstrationsschweißanlage am Institut für Werkstoffkunde finanzierte.

Die Anlage ist ein Unikat in der deutschen Forschungslandschaft. Der Grund dafür liegt in der Anlagengröße. So sind die Schweißuntersuchungen an Originalteilen möglich, zum Beispiel an Blechteilen für die Automobilindustrie. Ziel ist es, das Verfahren im Maßstab 1:1 erproben zu können.

Versuche zur Großserienfertigung mit Elektronenstrahlschweißen abgeschlossen

Armaturenträger aus Aluminium. Ausgangsbasis für die Fertigung sind zwei Halbschalen aus 2 mm dickem Blech, die mit 12 m/min miteinander verscheißt wurden. Bilder: Universität Hannover
Armaturenträger aus Aluminium. Ausgangsbasis für die Fertigung sind zwei Halbschalen aus 2 mm dickem Blech, die mit 12 m/min miteinander verscheißt wurden. Bilder: Universität Hannover

Ein Roboter übernimmt dabei das Handling der Teile, die sich dadurch in unterschiedlichen Lagen schweißen lassen. Inzwischen wurden auf der Anlage Vorversuche zur Großserienfertigung von Aluminium-Armaturenträgern erfolgreich abgeschlossen.

Ausgangsbasis für das Schweißen dieser Armaturenträger sind zwei Halbschalen aus 2 mm dickem Aluminiumblech, die auf dieser Anlage mit zwei Bördelnähten bei einer Geschwindigkeit von 12 m/min untrennbar verbunden wurden. Jedoch auch das Schweißen von Stahlblechen mit 20 mm Dicke ist möglich. Das Besondere dabei ist: Die Nahterzeugung erfolgt nur von einer Seite und auf einer einzigen Schweißanlage.

Institut für Werkstoffkunde der Universität Hannover auf der Hannover-Messe 2009: Halle 5, Stand B16,

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