Schweißen von Strangpressprofilen
Laser-Hybrid-Verfahren mit Roboter
Beim Schweißen von Strangpressprofilen bietet das Laser-Hybrid-Verfahren gegenüber dem weit verbreiteten Rührreibschweißen (Friction Stir Welding) entscheidende Vorteile: Es ist verschleißarm, Materialüberstände sind kein Problem und mit dem Verfahren lassen sich sowohl Stumpf- wie auch Kehlnähte schweißen. Deshalb investierte der Automobilzulieferer Alu Menziken in ein Laser-Hybrid-Schweißsystem für die Fertigung von Batteriewannenkomponenten.
Der Automobilzulieferer Alu Menziken setzt beim Schweißen von Stangenpressprofilen Roboter von Fanuc und Schweißtechnik von Fronius ein. (Bild: Fronius International GmbH)
Die Firma Alu Menziken Euromotive produziert moderne Aluminium-Leichtbaukomponenten und -systeme für die Automobil- und Luftfahrtindustrie. Im Segment Automotive haben sich die Österreicher als Zulieferer für Premiumhersteller, Sportwagenbauer und die E-Mobilität einen Namen gemacht. Typische Komponenten und Baugruppen sind Crash-Management-Systeme, Sitzstrukturen, Überrollsysteme und Batterieboxen. Bevor die Prototypen von Batteriewannenelementen entstehen, werden sämtliche Konstruktionszeichnungen auf ihre Machbarkeit hin überprüft und der Prozessablauf simuliert. Es wird getestet, ob alle Teile schweiß- und fügetechnisch realisierbar sind und bei Bedarf werden Korrekturen wie die Vergrößerung eines Radius oder die Änderung eines Stegs vorgeschlagen.
Das Laser-Hybrid-Schweißen der Längsnähte erfolgt mit Hilfe eines Fanuc-Roboters. (Bild: Fronius International GmbH)
Dichtheit als oberstes Gebot
Die Automobilbranche fordert nahezu ebene und verzugsfreie Schweißergebnisse. Gleichzeitig werden die Komponenten immer großflächiger und schwieriger in reproduzierbarer Qualität zu schweißen. Noch bevor Batteriewannen millimetergenau in die Chassis der Fahrzeuge eingepasst werden, sind sie einer Dichtheitsprüfung zu unterziehen. Der Grund: Sämtliche Batteriewannen müssen nicht nur luftdicht, sondern auch spritzwassergeschützt sein. Wegen der hohen Anforderungen an Oberflächenbeschaffenheit, Wärmeleitfähigkeit oder Sauberkeit ist das Schweißen von Aluminium besonders anspruchsvoll. Es erfordert nicht nur umfangreiches Wissen in Bezug auf die Nahtvorbereitung oder das Erstellen der Schweißparameter, sondern auch auf die richtige Schweißreihenfolge, die verhindern soll, dass sich einzelne Wannenelemente verformen. Alu Menziken ist nach ISO3834-2 TÜV zertifiziert und beschäftigt neben qualifizierten Schweißexperten eine externe Schweißaufsicht als wesentlichen Bestandteil seines Qualitätsmanagementsystems. Geschweißt werden hauptsächlich Aluminium-Legierungen der Serie 5000-7000.
Laser-Hybrid-Schweißen bei Strangpressprofilen
Alu Menziken setzt bei Strangpressprofilen gezielt auf das Laser-Hybrid-Schweißen. Das Verfahren erlaubt das Schweißen von Kehlnähten und vermeidet unnötige Auslaufbereiche. Laser-Hybrid kombiniert einen Laserstrahl mit einem MIG-Schweißprozess in einer gemeinsamen Prozesszone. Der stark gebündelte, auf die Schweißnaht gerichtete Lichtstrahl besitzt eine sehr hohe Energiedichte. Seine Energie verdampft das Aluminium und dringt tief in den Grundwerkstoff ein. Der dem Laser folgende MIG-Prozess dient zum Füllen der Naht und bewirkt eine optimale Flankenanbindung. Die zusätzlich eingebrachte Wärme gibt dem Material Zeit zum Ausgasen und vermindert somit die Porenanfälligkeit im Vergleich zum reinen Laserschweißen. Norbert Dickinger, Produktionsleiter bei Alu Menziken, kennt die Vorteile: „Wir können mehrere Batteriewannenkomponenten in einem einzigen Arbeitsgang schweißen und steigern unseren Output durch hohe Schweißgeschwindigkeiten – aufgrund des vom Laser stabilisierten Lichtbogens. Gleichzeitig reduziert sich der Bauteilverzug durch die geringe Streckenenergie.“
