Laser schweißt großformatige Metallschaum-Sandwiches Sonntag, 03.06.2012
Forscher der Gruppe ‚Fügen und Trennen von Metallen‘ am Laser Zentrum Hannover (LZH e.V.) haben im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Verbundprojekts MESCHLAS ein Verfahren zum Laserschweißen großformatiger Metallschaumsandwiches entwickelt, bei dem sich keine intermetallischen Phasen bilden.
Mit Hilfe transportabler Achssysteme sowie eines mobilen
Diodenlasers wurde dieses Verfahren kürzlich bei Blohm +
Voss Naval GmbH in Emden im Rahmen der Fertigung eines
Getriebefundament-Demonstrators erfolgreich getestet.
Metallschäume sind hochporöse, leichte
Materialien, die aufgrund ihrer zellularen Struktur
hervorragend Energie in Form von Schwingungen, Stößen oder
Schall dämpfen, temperaturbeständig sind und gleichzeitig
elektromagnetische Wellen abschirmen. In so genannten
Sandwichkonstruktionen, also im Verbund mit Aluminium- oder
Stahlblechen, zeigen Metallschäume eine vielfach höhere
Biegesteifigkeit als massive Bleche und eignen sich aufgrund
ihres geringen Gewichts besonders für
Leichtbaukonstruktionen sowie dynamisch stark beanspruchte
Teile.
Diese großformatigen Metallschaumsandwiches
sind auch für hoch belastete Schiffsstrukturbauteile wie
Maschinenfundamente oder Ruderstrukturen von großem
Interesse, da sie Gewichtseinsparungen bis zu 20 Prozent
ermöglichen. Die Stahl-Al-Leichtbaustrukturen stellen jedoch
außergewöhnliche Anforderungen an das Fügen. So besteht
beispielsweise die Gefahr, dass der Wärmeeintrag beim
Aufschäumen des Aluminiums in Mischsandwiches einen
Materialverzug und Welligkeiten erzeugt. Durch den
Schweißprozess kann es ferner zu intermetallischen Phasen
mit der Gefahr einer späteren Rissbildung in der Schweißnaht
kommen.
Zum Laserschweißen der Stumpfstöße
und Kehlnähte wird ein Diodenlaser im Wellenlängenbereich
von 900 bis 1030 nm sowie mit einer Ausgangsleistung von 5
kW eingesetzt. Im Praxistest konnten Spalte von bis zu 0,6
mm überbrückt und durchgehende Schweißnähte hergestellt
werden. Je nach Blechstärke (bis zu 5mm) variierte die
Vorschubgeschwindigkeit zwischen 0,2 und 1,5 m/min.
Bild: Laserzentrum Hannover - Geschweißte Knieblech-Kehlnaht
Erstellt am 02.06.2012
