Laser-Präzisionsauftrafschweißen mit zentrischer Werkstoffzufuhr - Ergebnisbericht zum Verbundvorhaben.

Steffen Nowotny (Herausgeber)

Innerhalb des Verbundvorhabens FLEXILAS sind die Grundlagen eines neuen fertigungstechnischen Prinzips der Laserbearbeitung mit zentraler Drahtzufuhr erarbeitet worden. Durch Strahlteileroptiken wird der Laserstrahl zunächst in mehrere Teilstrahle aufgeteilt und anschließend auf einen kreisförmigen Brennfleck fokussiert. Die Lage der Teilstrahlen ermöglicht, das Zusatzmaterial exakt mittig im rotationssymmetrischen Laserstrahl dem Schmelzbad auf der Bauteiloberfläche zuzuführen. Auf diese Weise ist erstmalig auch Draht als Schweiß- und Lötzusatz richtungsunabhängig verfügbar. So sind Auftragschweißungen von Konturen mit konstanter Raupengeometrie möglich, und auch in von der Wannenlage abweichenden Schweißpositionen werden stabile Beschichtungsergebnisse erreicht. Neben Drähten können nach dem Flexilas-Prinzip auch Pulver verwendet werden, wobei sich hier in erster Linie der Pulvernutzungsgrad verbessert. Im Ergebnis der systemtechnischen Entwicklungen liegen zwei Prototypen von Bearbeitungsköpfen vor, die in kompakter Bauform sowohl die optischen Komponenten zur Strahlformung als auch die Düsen zur Zufuhr des Schweißgutes, der Prozeß- und Schutzgase sowie des Kühlwassers beinhalten. Mittels dieser Systemtechnik konnten die prozeßseitigen Grundlagen des Auftragschweißens, Lötens und Wärmeleitschweißens mit zentrischer Werkstoffzufuhr für verschiedene Materialkombinationen erarbeitet werden, so dass die Technologie für die Praxis bereitsteht.