Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Untersuchungen zur Verfahrensfolge von Laserstrahlschneiden und –schweißen in der Karosseriefertigung



Datum: 31.07.1991


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. H.W. Bergmann

Schweißungen von I-Nähten in oberflächensensiblen Bereichen der Außenhaut von Fahrzeugkarosserien mit herkömmlichen Schmelzschweißverfahren führen durch die hohe Wärmebelastung der Fügeteile zu kostenintensivem manuellem Nacharbeitungsaufwand. Als eine mögliche Alternative stellt jedoch das Laserstrahlschweißen dieser Nähte außerordentlich hohe Anforderungen an die Fügegeometrie des Stumpfstoßes, welche z.B. von dreidimensionalen konventionell schergeschnittenen Blechformteilen aufgrund von Fertigungstoleranzen derzeit nicht erfüllt werden können. Unter bestimmten Voraussetzungen kann hingegen über das Laserstrahlschneiden der zum Laserstrahlschweißen erforderliche Fügestoß geschaffen werden. Dazu wurde in der vorliegenden Arbeit die Verfahrensfolge von Laserstrahlschneiden und -schweißen im Hinblick auf eine mögliche Anwendung zur Fertigung der Außenhaut von Rohkarosserien untersucht. Ziel der durchgeführten Untersuchungen war es, Kenngrößen zur Arbeitsgenauigkeit und Prozessführung beider Lasermaterialbearbeitungsverfahren zu gewinnen und daraus eine Technologie zu entwickeln, die es ermöglicht, räumlich geformte Fügeteile aus dünnen Feinblechen bei hohem Qualitätsstandard mit definierter aufhärtungsarmer Nahtüberhöhung und guter Reproduzierbarkeit miteinander zu verbinden. Für das Besäumen der Fügeteile wurde unter verschiedenen Möglichkeiten das sog. Offsetschnitt-Verfahren ausgewählt, d.h. die Fügeteile werden zeitlich nacheinander unter einem Einstrahlungswinkel von 90° besäumt. Im Mittelpunkt der Untersuchungen zum Laserstrahlschweißen stand die Gewinnung einer aufhärtungsarmen Gestaltungszugabe, die entweder in Form einer Wurzel- oder Decklagenüberhöhung erzeugt werden kann. Die in dieser Arbeit entwickelte Verfahrenstechnologie wurde bereits in die Praxis umgesetzt.