MSG-Lichtbogenschweißen für den Ultraleichtbau

BMBF-gefördertes Verbundprojekt "Entwicklung einer neuartigen integralen Lichtbogenfügetechnologie für die besonderen Anforderungen im Ultraleichtbau",
betreut durch den Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe, Bereich Produktion und Fertigungstechnologien.

Laufzeit: 1.4.2001 bis 30.9.2004

ChopArc-Abschlussbericht ist veröffentlicht!
"ChopArc: MSG-Lichtbogenschweißen für den Ultraleichtbau"
Sven-Frithjof Goecke, Eckhard Metzke, Andreas Spille-Kohoff, Michael Langula
Herausgeber: Fügetechnik und Beschichtungstechnik (FBT) im Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der Technischen Universität Berlin
Fraunhofer IRB Verlag (2005), ISBN 3-8167-6766-4
zu beziehen über die Projektpartner oder den Verlag

Inhalt:

(Stand 28.9.2005)

Überblick

Das MSG-Schweißen und -Löten ist ein außerordentlich robustes und sehr weit verbreitetes Verfahren beim Fügen von Metallen. Es findet zur Zeit seinen Einsatz im gesamten verarbeitenden Gewerbe der Bundesrepublik. Das Verfahren stößt jedoch beim Schweißen von Blechen unterhalb 0,5 mm -wie sie besonders im Fahrzeugbau verwendet werden sollen- an seine Grenzen, da hier eine Prozesssteuerung des Energieeintrages notwendig wird, um Lochbildung zu vermeiden und eine gute Oberfläche (Verhinderung von Spritzern, grobschuppiger Nahtoberfläche, ungleichmäßigem Einbrand oder starkem Verzug) zu garantieren. In dem Projekt wurde eine hochdynamische Prozessenergiequelle mit flexibler, frei programmierbarer Prozessregelung zum modifizierten MSG-Fügen bei Blechdicken unter 0,5 mm entwickelt. Für eine effiziente Regelung ist das Verständnis der komplexen physikalischen Prozesse unabdingbar; hierzu wurde der Schweißprozess numerisch simuliert; spektroskopische Messungen am Lichtbogen lieferten Temperatur- und Teilchendichteverteilungen zur Modellbildung und Validierung. Im Vordergund stand die Minimierung des Energieeintrags durch gezielte Unterbrechung des Lichtbogens. Hierdurch ermöglicht das MAG-Löten mit ChopArc das Fügen von verzinkten Blechen mit weitgehender Aufrechterhaltung der Zinkschicht und somit der Korrosionsbeständigkeit. Neben dem Fügen von gleichartigen Stahlwerkstoffen, St verzinkt und CrNi, steht die Mischverbindung, also Al-St, im Vordergrund. Eine exemplarische Erprobung erfolgt beim ChopArc-Fügen einer "Integral-Bodengruppe" sowie eines "ultraleichten Abgassystems" im Fahrzeugbau.

Projektpartner

	Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der Technischen Universität Berlin
	Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e.V.
	CFX Berlin Software GmbH Weitere Informationen zur numerischen Schweißsimulation
	Institut für Niedertemperatur-Plasmaphysik e.V.
	REHM GmbH u. Co. KG Schweißtechnik
	ArvinMeritor

Assoziierte Partner

	Berkenhoff GmbH
	Grillo-Werke AG
	FQZ Oderbrücke gGmbH

Projektträger

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) innerhalb des Rahmenkonzeptes "Forschung für die Produktion von morgen" gefördert und vom Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe, Bereich Produktion und Fertigungstechnologien (PTKA-PFT), betreut.

Ergebnispräsentation

Die öffentliche Ergebnispräsentation fand am Donnerstag, 16.September 2004, im Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der Technischen Universität Berlin mit folgenden Vorträgen statt:

Prof. Dorn, TU Berlin	Begrüßung
Frau Schwab, Projektträger Karlsruhe	Begrüßung
Dr.-Ing. Sven-F. Goecke, TU Berlin	Entwicklung des Fügeprozesses ChopArc (1,3 MB)
Eckhard Metzke, INP Greifswald	Spektralanalyse des Metall-Lichtbogenplasmas (640 kB)
Dr. rer. nat. Andreas Spille-Kohoff, CFX Berlin	Numerische Simulation des ChopArc-Prozesses mit CFX-5 (930 kB) / Simulation of Gas Metal Arc Welding with CFX-5 (641 kB)
Dr. Michael Langula, GFaI Berlin	Adaptive MultiSensorik und Analyse zur Erfassung und Optimierung der Prozessqualität (ADAMUS) (3,4 MB)
Volker Schiek, REHM	Entwickung einer frei programmierbaren Schweiß-Stromquelle (1,5 MB)
Dr. Cui, ArvinMeritor Augsburg

Im Anschluss an die Vorträge wurde das Schweißlabor mit dem ChopArc-Versuchsstand besichtigt.

Kontakt

Ansprechperson:

Prof. Dr.-Ing. Lutz Dorn
Technische Universität Berlin
Fügetechnik und Beschichtungstechnik
im Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb
Sekr. PTZ 6
Pascalstr. 13
10587 Berlin
Tel.: 030 314-23364
lutz.dorn@tu-berlin.de