Effizientes Verfahren für Schweißen unter Wasser

Gemein­sam mit einem Indus­triepart­ner hat das Laser Zen­trum Han­nover e. V. (LZH) ein lasergestütztes Met­all-Füll­drahtschweißver­fahren für den Ein­satz unter Wass­er entwick­elt. Das Ver­fahren soll Schweißar­beit­en unter Wass­er erle­ichtern und bessere Schweißnähte erzeugen.
Ob bei Wind­parks, Küsten­schutzbauw­erken oder im Hafen: Wenn tech­nis­che Kon­struk­tio­nen unter Wass­er geschweißt wer­den müssen, dann machen das Taucher:innen in der Regel per Elek­tro­den-Hand­schweißen. Ein alter­na­tives Ver­fahren entwick­eln Wissenschaftler:innen des LZH nun gemein­sam mit der AMT GmbH aus Aachen. Das lasergestützte Met­all-Füll­drahtschweißen unter Wass­er soll das Schweißen unter Wass­er erle­ichtern und bessere Schweißnähte erzeugen.

Ziel: Das Fülldrahtschweißen mit dem Laser optimieren

Für Schweißar­beit­en unter Wass­er hat sich das Elek­tro­den-Hand­schweißen etabliert, das ver­hält­nis­mäßig ein­fach und kostengün­stig ist. Es hat aber den großen Nachteil, dass die Taucher:innen die abge­bran­nten Elek­tro­den häu­fig auswech­seln müssen. Ger­ade bei län­geren Schweißnäht­en muss der Prozess somit immer wieder unter­brochen werden.
Beim Füll­drahtschweißen dage­gen kann kon­tinuier­lich Draht von ein­er Drahtrolle gefördert wer­den, der aufgeschmolzen wird. Dadurch lassen sich deut­lich län­gere Schweißnähte erzeu­gen, Abschmel­zleis­tun­gen und Pro­duk­tion­srat­en wer­den so gesteigert. Durch Unter­stützung mit­tels Laser­strahlung wollen die Wissenschaftler:innen des LZH das Füll­drahtschweißen nun opti­mieren. Das Ziel: Das lasergestützte Met­all-Füll­drahtschweißen als qual­i­ta­tiv überzeu­gende und effizien­tere Alter­na­tive für das Schweißen unter Wass­er entwickeln.

Laserstrahlung soll Lichtbogenzündung und Prozessstabilität verbessern

Der Laser­strahl wird gezielt Energie ins Werk­stück ein­brin­gen, um die Licht­bo­gen­zün­dung und ‑sta­bil­ität zu verbessern. Unter­suchun­gen zum Laser­strahl-Licht­bo­gen-Hybrid­schweißen an Atmo­sphäre haben gezeigt, dass sich durch die gezielte Kom­bi­na­tion aus Laser­strahl und Licht­bo­gen in ein­er gemein­samen Prozess­zone der Licht­bo­gen präzise führen lässt, was zu ein­er höheren Prozesssta­bil­ität und geometrischen Genauigkeit der Schweißnähe führt. Zudem sind höhere Schweißgeschwindigkeit­en sowie das Über­schweißen von vorhan­de­nen Schweißnäht­en möglich. Im Pro­jekt LaMeer wollen die Part­ner nun die Kom­bi­na­tion von Laser­strahl und Licht­bo­gen im Ein­satz unter Wass­er unter­suchen. Dazu wollen sie einen Schweißbren­ner-Pro­to­typen mit inte­gri­ert­er Laserop­tik entwick­eln und testen.

Wachsende Bedeutung des Unterwasser-Schweißens

Die mar­itime Wirtschaft zählt zu den bedeu­tend­sten Wirtschaft­szweigen in Deutsch­land. Das Schweißen als eine der Schlüs­sel­tech­nolo­gien der Unter­wassertech­nik erhält dabei ins­beson­dere vor dem Hin­ter­grund des Kli­mawan­dels eine stetig wach­sende Bedeu­tung, etwa in den Bere­ichen Energieerzeu­gung und Küsten­schutz. Das Pro­jekt LaMeer (Lasergestütztes Met­all-Füll­draht-Schweißen unter Wass­er) wird mit Mit­teln des Bun­desmin­is­teri­ums für Wirtschaft und Kli­maschutz unter dem Förderkennze­ichen KK5111705SU1 durch den Pro­jek­t­träger AIF Pro­jekt GmbH gefördert.