Effi­zi­en­tes Ver­fah­ren für Schwei­ßen unter Wasser

Gemein­sam mit einem Indus­trie­part­ner hat das Laser Zen­trum Han­no­ver e. V. (LZH) ein laser­ge­stütz­tes Metall-Füll­draht­schweiß­ver­fah­ren für den Ein­satz unter Was­ser ent­wi­ckelt. Das Ver­fah­ren soll Schweiß­ar­bei­ten unter Was­ser erleich­tern und bes­se­re Schweiß­näh­te erzeugen.
Ob bei Wind­parks, Küs­ten­schutz­bau­wer­ken oder im Hafen: Wenn tech­ni­sche Kon­struk­tio­nen unter Was­ser geschweißt wer­den müs­sen, dann machen das Taucher:innen in der Regel per Elek­tro­den-Hand­schwei­ßen. Ein alter­na­ti­ves Ver­fah­ren ent­wi­ckeln Wissenschaftler:innen des LZH nun gemein­sam mit der AMT GmbH aus Aachen. Das laser­ge­stütz­te Metall-Füll­draht­schwei­ßen unter Was­ser soll das Schwei­ßen unter Was­ser erleich­tern und bes­se­re Schweiß­näh­te erzeugen.

Ziel: Das Füll­draht­schwei­ßen mit dem Laser optimieren

Für Schweiß­ar­bei­ten unter Was­ser hat sich das Elek­tro­den-Hand­schwei­ßen eta­bliert, das ver­hält­nis­mä­ßig ein­fach und kos­ten­güns­tig ist. Es hat aber den gro­ßen Nach­teil, dass die Taucher:innen die abge­brann­ten Elek­tro­den häu­fig aus­wech­seln müs­sen. Gera­de bei län­ge­ren Schweiß­näh­ten muss der Pro­zess somit immer wie­der unter­bro­chen werden.
Beim Füll­draht­schwei­ßen dage­gen kann kon­ti­nu­ier­lich Draht von einer Draht­rol­le geför­dert wer­den, der auf­ge­schmol­zen wird. Dadurch las­sen sich deut­lich län­ge­re Schweiß­näh­te erzeu­gen, Abschmelz­leis­tun­gen und Pro­duk­ti­ons­ra­ten wer­den so gestei­gert. Durch Unter­stüt­zung mit­tels Laser­strah­lung wol­len die Wissenschaftler:innen des LZH das Füll­draht­schwei­ßen nun opti­mie­ren. Das Ziel: Das laser­ge­stütz­te Metall-Füll­draht­schwei­ßen als qua­li­ta­tiv über­zeu­gen­de und effi­zi­en­te­re Alter­na­ti­ve für das Schwei­ßen unter Was­ser entwickeln.

Laser­strah­lung soll Licht­bo­gen­zün­dung und Pro­zess­sta­bi­li­tät verbessern

Der Laser­strahl wird gezielt Ener­gie ins Werk­stück ein­brin­gen, um die Licht­bo­gen­zün­dung und ‑sta­bi­li­tät zu ver­bes­sern. Unter­su­chun­gen zum Laser­strahl-Licht­bo­gen-Hybrid­schwei­ßen an Atmo­sphä­re haben gezeigt, dass sich durch die geziel­te Kom­bi­na­ti­on aus Laser­strahl und Licht­bo­gen in einer gemein­sa­men Pro­zess­zo­ne der Licht­bo­gen prä­zi­se füh­ren lässt, was zu einer höhe­ren Pro­zess­sta­bi­li­tät und geo­me­tri­schen Genau­ig­keit der Schweiß­nä­he führt. Zudem sind höhe­re Schweiß­ge­schwin­dig­kei­ten sowie das Über­schwei­ßen von vor­han­de­nen Schweiß­näh­ten mög­lich. Im Pro­jekt LaMeer wol­len die Part­ner nun die Kom­bi­na­ti­on von Laser­strahl und Licht­bo­gen im Ein­satz unter Was­ser unter­su­chen. Dazu wol­len sie einen Schweiß­bren­ner-Pro­to­ty­pen mit inte­grier­ter Laser­op­tik ent­wi­ckeln und testen.

Wach­sen­de Bedeu­tung des Unterwasser-Schweißens

Die mari­ti­me Wirt­schaft zählt zu den bedeu­tends­ten Wirt­schafts­zwei­gen in Deutsch­land. Das Schwei­ßen als eine der Schlüs­sel­tech­no­lo­gien der Unter­was­ser­tech­nik erhält dabei ins­be­son­de­re vor dem Hin­ter­grund des Kli­ma­wan­dels eine ste­tig wach­sen­de Bedeu­tung, etwa in den Berei­chen Ener­gie­er­zeu­gung und Küs­ten­schutz. Das Pro­jekt LaMeer (Laser­ge­stütz­tes Metall-Füll­draht-Schwei­ßen unter Was­ser) wird mit Mit­teln des Bun­des­mi­nis­te­ri­ums für Wirt­schaft und Kli­ma­schutz unter dem För­d­er­kenn­zei­chen KK5111705SU1 durch den Pro­jekt­trä­ger AIF Pro­jekt GmbH gefördert.