Lösungsübersicht

Über uns

Da die Hersteller bestrebt sind, ein Gleichgewicht zwischen dem Gesamtgewicht (das sich auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt) sowie Festigkeit und Aufprallfestigkeit herzustellen, werden die Konstruktionen der Vordersitze in Fahrzeugen immer komplexer. Um diesen widersprüchlichen Anforderungen gerecht zu werden, kommen heute üblicherweise Sitzkonstruktionen zum Einsatz, die aus drei bis fünf Lagen dickwandigen Stahlblechen bestehen. Häufig wird hochfester Stahl (HSS) verwendet, um die Baudicke zu reduzieren und damit Gewicht einzusparen.

Das Schweißen dieser mehrschichtigen Strukturen stellt jedoch eine Herausforderung dar. Die erste Herausforderung besteht darin, beim Schweißen von Bauteilen mit komplexen Formen eine gleichmäßige Einschweißtiefe zu gewährleisten. Die zweite Herausforderung sind Schweißspritzer, die eine Nachreinigung erfordern. Schließlich neigt hochfester Stahl besonders leicht zu Rissen, wenn er nach der Einwirkung der extrem hohen Laserleistung, die für das Schweißen dicker Bauteile erforderlich ist, zu schnell abkühlt.

Verfahren

Mit dem II-VI RLSK-Fernlaserbearbeitungskopf (Brennweite 450 mm) wird der Coherent HighLight FL-ARM-Faserlaser mit einer Übertragungsfaser von 100 μm/290 μm (Mittelpunkt/Ring) Durchmesser mit 3-facher Vergrößerung auf die Arbeitsfläche fokussiert. Die Laserleistung beträgt 1800 W/5000 W (Mittelstrahl/Ringstrahl). Durch Anpassung der Schweißgeschwindigkeit lassen sich hervorragende Ergebnisse erzielen, beispielsweise bei 6,3 m/min für dicke Bauteile und bei 8,8 m/min für dünne Bauteile. Diese Tests wurden in Zusammenarbeit mit dem II-VI HighYAG-Anwendungslabor in Detroit durchgeführt.

Ergebnisse

Dank der Leistungsregelung im geschlossenen Regelkreis und der dem HighLight FL-ARM-Faserlaser innewohnenden Rückreflexionsschutztechnologie ist die Einschweißtiefe der Schweißnaht äußerst gleichmäßig. Vor allem aber werden durch den Einsatz spezieller Schweißanschlusskonzepte rissfreie Schweißnähte in hochfestem Stahl erzielt. Konkret bedeutet dies, dass die Leistung am Ende der Schweißnaht sowohl im zentralen als auch im ringförmigen Strahl separat reduziert wird. Dies reduziert den beim Abkühlen der Teile auftretenden Temperaturgradienten erheblich, denn genau diese unterschiedlichen Abkühlgeschwindigkeiten führen zu Spannungsrissen. Die Fähigkeit des FL-ARM, die zugeführte Laserenergie über eine große Fläche zu verteilen und den Temperaturgradienten so weit wie möglich zu minimieren, sorgt zudem für weniger Turbulenzen und ein stabileres Schmelzbad, wodurch Spritzer bei diesen Tests praktisch ausgeschlossen werden.

Anwendungsbereiche

Schweißen von Autositzen,Automobilindustrie.