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Anwendungen > Fügetechnologie > Prozessüberwachung

Dem Prozess sicher auf der Spur

Die Qualität einer Laserschweißnaht hängt von vielen Einflussgrößen ab, die nicht immer reproduzierbar eingestellt werden können. Variationen beispielsweise der Fügegeometrie oder der Oberflächenqualität der zu verschweißenden Bauteile können Fehler in der Schweißnaht verursachen. Ein gutes Schweißergebnis hängt von der richtigen Einstellung des Schweißprozesses ab. Precitec-Sensoren messen und regeln die richtige Position des Laserspots vor dem Schweißen und sichern über die Erkennung von Prozessemissionen eine reproduzierbare Qualität. Direkt nach dem Schweißen messen hochauflösende Kamerasysteme die Geometrie und die Oberflächenqualität der Naht. Unsere Lösungen bieten die höchstmögliche Sicherheit mit einer durchgängigen Überwachung Ihrer automatisierten Fügeverfahren.

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Schweißkopf YW52 - mit ScanTracker
Einwandfreie Schweißnähte in dickwandigem Aluminium

Beim Laserschweißen von Aluminium ist die Schmelze recht dünnflüssig ausgeprägt. Es können Materialauswürfe und Löcher entstehen, die keine akzeptable Nahtqualität und gute Anbindung zulassen.

Durch den Einsatz einer koaxialer Nahtverfolgung und der exakt einstellbaren Wirkbreite des Laserspots werden sichtbar gute Ergebnisse erreicht. Dabei können nicht nur, wie beim reinen Wärmeleitungsschweißen üblich, dünnwandige Bauteile verschweißt werden. Der Einsatz des ScanTrackers ermöglicht auch das Wärmeleitungsschweißen mit Scanfunktion von dickwandigen Aluminiumbauteilen. Teure und aufwendige Nacharbeiten vor allem bei Sichtnähten können entfallen. 

Schweißkopf YW52 - mit ScanTracker
individuelle Nahtgeometrien

Beim Verschweißen von Gehäusen und Blechkonstruktionen aus Aluminium, Stahl, Edelstahl und NE-Legierungen sind die außenliegenden Schweißnähte sogenannte Sichtnähte. Sie sollen in ihrer Ausprägung nicht erhaben sein und sich in die Bauteilkontur eingliedern, sprich fließende Übergänge schaffen.

Aufgrund der dreidimensionalen Bauteilgeometrie und dem robotergeführten Anlagenkonzept ist eine Nahtverfolgung unablässig. Damit sind Abweichungen in der Bauteillage erkennbar und können durch eine kontinuierliche Positionskorrektur ausgeglichen werden. Die variabel einstellbare Spotgröße macht die Schweißnaht genauso breit wie es die Applikation erfordert.

Einschweißtiefenüberwachung bei Airbag-Zündkapseln

Beim Schweißen von Airbag-Zündkapseln ist die Überwachung der Einschweißtiefe von entscheidender Bedeutung: Einerseits darf keine Durschweißung erfolgen, da die Zündkapsel mit einer explosiven Zündsubstanz gefüllt ist. Andererseits muss durch eine genügend tiefe Einschweißung die Dichtheit der Zündkapsel sichergestellt werden. Bereits seit 1999 wird die Einschweißtiefe beim Schweißen von Airbag-Zündkapseln bei mehreren Automobilzulieferern mit dem Laser Welding Monitor LWM überwacht. 

Schweißkopf YW52 - Basisausstattung
Leistungsoptimiertes Schweißen von Karosserieverbindungen

Das Schweißen von Karosseriebauteilen stellt hohe Ansprüche an die Bearbeitungsqualität. Die koaxiale Prozessüberwachung der Precitec wird von der Innovationsallianz Green Carbody Technologies eingesetzt, um eine kontinuierliche Prozessüberwachung zu gewährleisten. Dabei wird auch die Laserleistung zur Bearbeitungszeit angepasst, um eine möglichst optimale Qualität zu erzielen. 

Komplexe Kurvenverläufe

Abweichungen bei gestanzten Teilen lassen sich oftmals nicht vermeiden. Statt die Teile nachzuarbeiten oder jede Press- und Stanzmaschine zu ersetzen, um exakt reproduzierbare Teile zu erhalten, ist es in vielen Fällen einfacher in den Montageprozess ein Verfahren zur Nahtsuche zu integrieren. Der ScanTracker, ein Schweißkopf mit integrierter Nahtsuche in Echtzeit, ist hier wegen seiner Geschwindigkeit, Genauigkeit und Reproduzierbarkeit erste Wahl. Selbst bei Blindschweißungen an den Kanten einer Fahrzeugtür folgt der ScanTracker komplexen Kurvenverläufen und schweißt immer genau an der richtigen Stelle.

Schweißsystem FormWelder Plus
Präzises Schweißen von kleinen Konturen

Aufhängebügel, sogenannte ISOFIX-Bügel, dienen der Befestigung von Autokindersitzen. Das Schweißen der kleinen Konturen erfolgt dabei an einer festen Schweißstation mit einem im Bearbeitungskopf integrierten programmierbaren X-/Y-Achssystem. Dieses fährt die kleinen Konturen mit einer hohen Bahngenauigkeit präzise ab. Eine Prozessüberwachung kontrolliert die sicherheitsrelevanten Teile zusätzlich online zu 100 Prozent. In einer Doppelarbeitsstation werden jährlich 1,5 Millionen Bügel produziert.

Laserschweißen von Doppelkupplungen

Beim Schweißen von Doppelkupplungen ist die Festigkeit der Verbindung das entscheidende Kriterium. Da mit kleinen Fokusdurchmessern geschweißt wird, muss sichergestellt werden, dass der Laserstrahl exakt die Fügestelle trifft. Diese Aufgabe wird von einer hochgenauen Nahtlageregelung übernommen. Um die reibungslose Produktion sicher zustellen, werden darüber hinaus die Laserleistung sowie die Schutzglasschublade im Schweißkopf online überwacht. 

Überwachen der Nahtlage beim Getriebeschweißen (Powertrain)

Beim Laserschweißen von Getrieberädern ist die Detektion der Fügeposition oft eine Herausforderung für die Nahtverfolgung. Nur die richtige Positionierung des Laserspots garantiert eine einwandfreie Schweißverbindung. Die platzsparende Lösung des koaxialen Aufbaus der Nahtverfolgung lässt sich einfach in die Schweißmaschine integrieren. Der LPF-Sensor misst die Position der Radial- und Axialfugen genau und reproduzierbar auch bei kleinen Radien.

Laser Path Finder LPF -  Systembeschreibung
Dachnahtschweißen mit Nahtlageregelung

Der Fügebereich ist hier so gestaltet, dass die Schweißnaht in schmalen Nuten beidseits des Daches liegt, den sogenannten Dachkanälen. In diesen werden die seitlichen Dachflansche durch eine Laserkantenschweißung mit den Seitenteilen verbunden. Der Laserstrahl wird dabei so auf die Kante des Dachblechs gerichtet, dass sie gleichmäßig in das Unterblech abschmilzt. Das Nahtverfolgungssystem LPF sorgt dabei auf der gesamten Nahtlänge für eine präzise Führung des Laserstrahls auf den Verlauf der Kante. 

Kamerabasierte Einschweißtiefenüberwachung bei Massenschwungrädern

Beim CO2-Schweißen von Massenschwungrädern wird die Einschweißtiefe online mit einer kamerabasierten In-Prozessüberwachung kontrolliert. Um zusätzlich zur Detektion der Einschweißtiefe auch sporadische Fehler detektieren zu können, kommt hier eine Kamera mit einer sehr hohen Zeitauflösung zum Einsatz. 

Tailored Blanks lasergeschweißt

Beim Schweißen von Tailored Blanks ist die Prozesssicherheit und damit die vollautomatische Nahtkontrolle ein Muss. Der nachfolgende Umformprozess belastet die lasergeschweißten Nähte ähnlich wie das Grundmaterial. Für die Nahtkontrolle werden oft mehrere Systeme eingesetzt. Die Optimierung des Prozesses erfolgt mit dem Laser Welding Monitor LWM, die Kontrolle der Naht auf Geometrie und lokale Schweißfehler mit dem Seam Geometry Monitor SGM oder mit SOUVIS® Systemen.  

Seam Geometry Monitor SGM - Systembeschreibung
Schweißen von Ausgleichsgetrieben mit Zusatzdraht

Metallurgisch bedingt werden Ausgleichsgetriebe heute oft mit Laser und Zusatzdraht geschweißt. Dabei sind die Nahtqualität und die Nahtposition entscheidend für die Festigkeit der Verbindung. Das Nahtinspektionssystem SOUVIS® misst sowohl die Position des Fügestoßes als auch die Position und Qualität der Schweißnaht in einem Arbeitsgang.

Nahtinspektionssystem SOUVIS® 5000
Lötnahtinspektion von Heckklappen und Dächern

Lötnähte sind porenanfällig, was im Außenhautbereich der Karosserie kritisch sein kann. Das robotergeführte Nahtinspektionssystem SOUVIS® detektiert kleinste Poren bis 0,2 mm einwandfrei, sicher und mit sehr niedrigen Falscherkennungsraten. Die vollautomatische Kontrolle von Lötnähten bei Dächern und Heckklappen ist heute Stand der Technik und weltweit im Einsatz.

Schweißen von sicherheitsrelevanten Bauteilen

Beim Schweißen von sicherheitsrelevanten Bauteilen ist die durchgängige Qualitätsüberwachung und -dokumentation gefordert. So kommt beim Schweißen von Sitzverstellern und Sitzlehnen häufig die In-Prozessüberwachung LWM (Laser Welding Monitor) zum Einsatz. Die LWM-Sensoreinheit kann sowohl an Standard- als auch an Scanneroptiken adaptiert werden. 

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