Fertigungsqualität beim 3D-Laserstrahlschweißen von Blechformteilen

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13864_058_Schultz_web2.pdf (44.51 MB)
Diss. Reihe Fertigungstechnik, Band 58

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2020-06-08
Issue Year
1997
Authors
Schultz, Markus
Editor
Geiger, Manfred
Feldmann, Klaus
Publisher
Meisenbach
ISBN
3-87525-080-X
Abstract

Within this thesis the quality of 3D laser welds along contours with small radii at shaped sheet metal parts has been investigated and documented by significant examples. These results were applied to establish design guidelines for laser welding of shaped sheet metal parts. The three most relevant joint geometries for laser welding of sheets in car body production have been investigated during the experiments: Butt weld, lap weld and lap fillet weld. To evaluate the weld quality of lap and lap fillet welds quality levels for imperfections for these joint geometries had to be defined. Shaped sheet metal workpieces - simple, bended parts and complicated deep drawn car body parts - were welded by the application of different processing strategies - some of them already known and others developed during the investigations. The quality of the welding results was evaluated using the above mentioned quality levels. Good weld quality at all welded parts even at complicated parts like small radii could be achieved by the application of suitable processing strategies. The experiments were performed using a 5-axis gantry machine with a 2.2kW CO2-Laser and a 6-axis industrial robot with a 1kW Nd:YAG-Laser.

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurden die erzielbare Fertigungsqualität beim 3D-Laserstrahlschweißen von Blechformteilen mit kleinen Krümmungsradien untersucht und in ausgewählten Beispielen dokumentiert sowie Hinweise zur lasergerechten Fertigung von Blechformteilen erarbeitet. Es wurden die drei wesentlichen Verbindungsarten des Laserstrahlschweißens im Karosseriebau untersucht: I-Naht am Stumpfstoß und I-Naht und Kehlnaht am Überlappstoß. Zur Bestimmung der Fertigungsqualität an Schweißverbindungen des Typs I-Naht und Kehlnaht am Überlappstoß mußten erst geeignete Bewertungsrichtlinien definiert werden. Zur Bearbeitung der Blechformteile kamen bekannte und im Rahmen der Untersuchungen neu entwickelte Strategien zur Prozeßführung beim Laserstrahlschweißen an einfachen Formelementen und an Realbauteilen aus Automobilkarosserien zum Einsatz. Die hierbei erzielten Bearbeitungsergebnisse wurden anhand der oben genannten Richtlinien hinsichtlich der erzielten Fertigungsqualität untersucht. Eine gleichbleibende Fertigungsqualität an Außen- und Innenkonturen gleichermaßen konnte unabhängig von den untersuchten Werkstücken durch die Anwendung geeigneter Prozeßführungsstrategien sichergestellt werden. Die Untersuchungen wurden an einer 5-Achsen Portalanlage mit einem 2,2kW-CO2-Laser und einem 6-Achsen Industrieroboter mit einem 1kW Nd:YAG-Laser durchgeführt.

Series
Fertigungstechnik - Erlangen
Series Nr.
58
Notes
Nach Rechteübertragung des Meisenbach-Verlags auf die FAU digitalisiert und online gestellt durch Geschäftsstelle Maschinenbau und Universitätsbibliothek der FAU im Jahr 2020. Koordination der Reihe: Dr.-Ing. Oliver Kreis. Für weitere Informationen zur Gesamtreihe siehe https://mb.fau.de/diss
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