|
1687 |
|
Monday, September 14, 2009, GST: Messe Forum 4:20 PM Forschung 4 |
|
Wirbelstromsensortechnik als Nahtverfolgungssystem zum Laserstrahlfügen von Blechen im Stumpfstoß mit technischem Nullspalt |
|
Christian Stahlhut* / Laser Zentrum Hannover e.V., D Christian von der Haar/ Laser Zentrum Hannover e.V., Deutschland Wilfried Reimche/ Institut für Werkstoffkunde, Leibniz Universität Hannover, Deutschland Stefan Zwoch/ Institut für Werkstoffkunde, Leibniz Universität Hannover, Deutschland |
|
Die hohe Strahlqualität der neuen Laserstrahlquellen und die damit einhergehenden geringen Fokusdurchmesser erfordern den Einsatz von taktilen oder optischen Nahtfindungssystemen. Da mit Hilfe dieser Systeme die Qualität der erzeugten Schweißnaht erheblich verbessert werden kann, gelten sie heute als Stand der Technik in der Automobil- und Zulieferindustrie. Im Gegensatz zu Stumpfstößen mit Materialdickensprung oder Überlappstößen verfügt der Nullspalt per Definition über kein geometrisches Merkmal, an dem sich ein optisches oder taktiles Nahtführungssystem ausrichten kann. Es bedarf also einer aufwendigen Spanntechnik und einer zeitintensiven Programmierung der Schweißbahn an der Laserstrahlschweißanlage. Um für diesen Einsatz eine geeignete Sensorik bereitzustellen, wurde eine Wirbelstromsensortechnik am Institut für Werkstoffkunde der Leibniz Universität Hannover entwickelt, welche in Kombination mit dem Laser Zentrum Hannover e.V. zur Nahtverfolgung beim Laserstrahlschweißen eingesetzt werden soll. Hinsichtlich der Prüfaufgabe, einer Positionsfindung beim Nullspaltschweißen, wurde eine geeignete Wirbelstromtechnik entwickelt. Dabei werden Unsymmetrien in der Wirbelstromverteilung und dem Sekundärfeld des Prüfkörpers gegenüber der Sensorposition, bedingt durch den Spalt zwischen den beiden Werkstückpartnern, mit einer Messspule empfindlich aufgenommen und Störeffekte weitgehend unterdrückt. Diese Technik wird auch zur zerstörungsfreien Fehlerprüfung von Bauteilen verwendet. Das detektierte Signal wird mittels einer geeigneten Software aufbereitet und von einer übergeordneten Steuerung verarbeitet. Diese Steuerung sorgt für eine Nachführung des Sensors über der Spaltmitte und generiert die Anpassung der Bahnkoordinaten mittels Scannersystem. Das Positioniersystem benötigt nur die Vorgabe von Stützstellen, um die grobe Nahtgeometrie abfahren zu können. Die Feinpositionierung erfolgt durch einen Scanner und den oben beschriebenen Steueralgorithmus. Um dem Bedarf der Industrie gerecht zu werden, wurde Sensorik und Aktorik als autarkes System ausgelegt, so dass eine Anwendung dieser Technik anlagentypenunabhängig erfolgt. |