Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWSAuftragschweißen jetzt 4-mal schneller - Fraunhofer IWS Dresden auf der LAM in Houston (Texas, USA) und der LASYS in Stuttgart
Laserauftragschweißen mit Pulver geht jetzt noch schneller und prozesssicherer! Das Fraunhofer IWS Dresden und Laserline präsentieren auf der LAM in Houston (Texas, USA) und der LASYS in Stuttgart einen hoch produktiven kompakten Koaxial-Bearbeitungskopf zum Laser-Auftragschweißen. In Kombination mit einer koaxial angeordneten und damit richtungsunabhängigen induktiven Zusatzwärmequelle bietet er eine gesteigerte Leistungsfähigkeit, hohen Bedienkomfort, gute Automatisierbarkeit und Robustheit.
Der patentierte COAXpowerline – Bearbeitungskopf des Fraunhofer IWS ermöglicht in der Kombination eines Festkörperlasers (4 kW) mit lokal integrierter induktiver Zusatzwärmequelle (14 kW) eine Auftragrate von 8 kg Metallpulver pro Stunde. Das sind bis zu vierfach höhere Werte gegenüber dem Auftragschweißen mit einem 4 kW-Festkörperlaser allein. Damit sind bereits bei kleinen Lasern Abschmelzleistungen erreichbar, die im Bereich des Plasma-Pulver-Auftragschweißens (PTA) liegen, und das ohne Einbrandkerben und bei Aufmischgraden, die garantiert weniger als 8 % betragen.
Wagt man einen Blick in die nahe Zukunft, sind die technisch und wirtschaftlich sinnvollen Obergrenzen bei 10 kW Diodenlaserleistung und 40 kW Induktion zu erwarten. Mit dieser Kombination wären Abschmelzleistungen von bis zu 30 kg Metallpulver pro Stunde realisierbar. Dieser Aufgabe stellen sich die Forscher des Fraunhofer IWS gern.
Mit dem COAXpowerline – Bearbeitungskopf steigt der energetische Gesamtwirkungsgrad bereits jetzt um mindestens das Doppelte. Wo sonst ein 10 kW Laser nötig wäre, reicht jetzt ein 4 kW Laser aus! Damit verringern sich auch die Investitionskosten pro kW Gesamtleistung um mindestens 50 %.
Und ein weiterer zusätzlicher Effekt zeichnet das neue System aus: das vergrößerte Spektrum verarbeitbarer Werkstoffe. Durch die quasi simultane Grundwerkstoff-Vorwärmung können auch harte und rißempfindliche Werkstoffe rißfrei verarbeitet werden. Schichthärten von bis zu 64 HRC sind fehlerfrei erreichbar.
COAXpowerline verfügt wie alle Systeme aus der COAXn-Familie über eine Richtungsunabhängigkeit der Energie- und Schweißgutzufuhr. Auch mit der Zusatzwärmequelle ist die Baugröße sehr kompakt und damit weitgehend unabhängig von der Bauteilgeometrie und -größe einsetzbar. Koaxial in den Strahlengang kann das kamerabasierte Temperatur-
überwachungs- und Regelsystem E-MAqS des IWS integriert werden. Damit verfügt der Kopf über eine Online-Prozeßkontrolle, die noch ein weiteres Alleinstellungs-merkmal gegenüber den Wettbewerbern darstellt.
Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt seit mehr als 20 Jahren Bearbeitungsköpfe zur kontinuierlichen Pulver- oder Drahtzufuhr. Mit diesen im Fraunhofer IWS entwickelten Komponenten werden den Anwendern ausgereifte Werkzeugen für die Praxis des Auftragschweißens in die Hand gegeben. Mehr als 80 solcher Systeme des Fraunhofer IWS haben in den letzten 10 Jahren weltweit den Weg in die industrielle Produktion oder auch in die Forschung gefunden.