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Thursday, September 28, 2017, Saal R 12:00 PM Fahrzeugbau - Mischbau |
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Laserstrahlschweißen von zyklisch belasteten Mischverbindungen im PKW-Antriebsstrang |
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Axel Jahn* / Fraunhofer IWS, BRD Dirk Dittrich/ Fraunhofer IWS, Deutschland Uwe Stamm/ Fraunhofer IWS, Deutschland Jens Standfuß/ Fraunhofer IWS, Deutschland Markus Wagner/ Fraunhofer IWS, Deutschland |
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Laserstrahlschweißungen zyklisch hochbelasteter Powertrainkomponenten stellt aus schweißmetal-lurgischer und prozesstechnischer Sicht eine sehr hohe Herausforderung dar. Andererseits beweisen die seit Mitte der 2000er Jahre kontinuierlich steigenden Anwendungen für lasergeschweißte Diffe-renzialgetriebe oder Antriebswellen das immense wirtschaftliche Potenzial dieser Fügetechnologie. Die rasante Entwicklung auf dem Gebiet der Laserstrahlquellen hin zu höheren Strahlqualitäten und Leistungsdichten mit besseren Steckdosenwirkungsgraden, wie bei modernen Faserlasern, versetzten die Prozessentwickler und Anwender in die Lage, sich neue schweißtechnische Möglichkeiten zu er-öffnen. Im Bereich Antriebstrang können diese genutzt werden, um neue Werkstoffklassen im Bereich der hochfesten Vergütungsstähle oder Gusseisen zu erschließen, die Verbindungseigenschaften zu verbessern und den Prozesswirkungsgrad signifikant zu erhöhen. Vom Fraunhofer IWS maßgeblich entwickelte Laserstrahlschweißprozesse mit induktiv unterstützter lokaler Kurzzeitwärmebehandlung in Verbindung mit einer prozessgerechten Schweißkonstruktion ermöglichen für diese, herkömmlich nicht schweißbaren Werkstoffkombinationen, Schweißverbindun-gen mit hoher Qualität und Belastbarkeit herzustellen, Schweißprozesszeiten zu reduzieren und teuren Zusatzwerkstoffen einzusparen. Das Fraunhofer IWS bietet hierzu ganzheitliche Lösungsansätze. Insbesondere die Kombination von metallurgischem und laserschweißtechnischem Know-how, hervorragender labortechnischer Ausrüs-tungen, der Implementierung der FE-basierten belastungs- und verfahrensgerechten Bauteilauslegung mit der Möglichkeit der Evaluation durch zyklische Bauteilprüfungen verbessern die Freiheitsgrade bei Schweißprozessen in diesen wirtschaftlich interessanten Bereichen. Im Vortrag werden, ausgehend von den bestehenden Applikationen zum Laserstrahlschweißen im Antriebsstrangbereich, neu entwickelte prozesstechnische Lösungen unter Verwendung hochbrillanter Strahlquellen dargestellt. Dabei werden insbesondere die werkstofftechnischen und prozessseitigen Vorteile für potenzielle Anwender herausgestellt. Beispielhafte Entwicklungen, von der Bauteilkon-struktion über die Prozessentwicklung und Prototypenherstellung bis hin zur realitätsnahen zyklischen Bauteilprüfung, werden präsentiert und zeigen das Anwendungspotenzial auf. |