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Schweißverbindungen an Titanlegierungen erfordern eine umfassende Abschirmung der Fügestelle mit einem Schutzgas, um während der Schweißung O2, N2 oder H2 Einlagerungen in die Schmelze zu verhindern. Nicht ausreichend abgeschirmte Fügezonen verspröden und ergeben eine nicht ausreichend belastbare Verbindung. Typischerweise werden daher solche Schweißverbindungen im Vakuum, in einer Schutzgaskammer oder einem Schutzgaszelt ausgeführt, was den Prozess vergleichsweise aufwendig macht und aufgrund der großen Kammervolumen zu hohen Gasverbräuchen bzw. langen Evakuierunszeiten führt. Zur Optimierung dieser Situation wurde am IAPT im Rahmen eines Forschungsvorhabens eine lokal wirkende, an eine Laserschweißoptik adaptierbare Schutzgasglocke entwickelt, die an flächigen Bauteilen eine richtungsunabhängige Laserschweißung unter Schutzgasatmosphäre erlaubt. Dabei muss innerhalb des sehr kleinen Schutzgasvolumens der lokalen Schutzgasglocke eine Sauerstoffkonzentration von < 20ppm garantiert werden. Gleichzeitig ist es aber erforderlich, den während der Schweißung entstehenden Schmauch ausreichend abzusaugen, damit dieser nicht die Laserenergie absorbiert und eine ausreichende Einschweißtiefe verhindert. Neben der Abschirmung der reinen Schweißzone muss das Werkstück bei Schweißungen an Titan noch während der Abkühlung auf <300°C weiterhin mit Schutzgas beaufschlagt werden. Im Rahmen des Projektes wurde nachgewiesen, dass es unter Verwendung der entwickelten Schutzgasglocke möglich ist, mittels DED Technik gedruckte Ti64 Teilstrukturen zu großvolumigen Bauteilen (ca. 1,5 m x 1,5m x 0,3m) vollkommen anlauffarbenfrei bei einem mittlerne Gasverbrauch von 25Nl/min zu verschweißen. Typische Anwendungen sind z.B. das Schweißen von großflächigen Verstärkungen an Flugzeug Kabinenstrukturen (z.B. Türumgebung) oder das Schweißen von Wärmetauscherplatten (pillow plates) aus Titan.
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