Neues lasergestütztes Verfahren erleichtert Schweißarbeiten unter Wasser

Das lasergestützte Metall-Fülldrahtschweißen kann das Schweißen von technischen Konstruktionen unter Wasser erleichtern, etwa bei Arbeiten im Hafen. Entwickelt wurde es im Laser Zentrum Hannover (LZH).

Es ist ein mühsames Arbeiten, wenn Schweißnähte unter Wasser erzeugt werden müssen. Üblicherweise erfolgt dies per Elektroden-Handschweißen durch Taucherteams. So werden technische Konstruktionen etwa in Offshore-Windparks, Häfen oder bei Küstenschutzbauwerken dauerhaft zusammengefügt.

Nun hat ein Wissenschaftsteam am Laser Zentrum Hannover (LZH) gemeinsam mit dem Industriepartner AMT GmbH in Aachen ein alternatives Verfahren entwickelt, mit dem die Arbeiten unter Wasser wesentlich einfacher vonstatten gehen und bessere Schweißnähte entstehen sollen: das lasergestützte Metall-Fülldrahtschweißen.

Kontinuierlicher Vorgang ermöglicht höhere Abschmelzleistung

Das übliche Elektroden-Handschweißen unter Wasser ist zwar verhältnismäßig einfach und kostengünstig, hat aber den entscheidenden Nachteil, dass die abgebrannten Elektroden häufig auswechseln müssen. Dadurch gerät der gesamte Prozess ins Stocken, was vor allem bei längeren Schweißnähten lästig ist.

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Bei dem lasergestützten Verfahren hingegen lässt sich der Fülldraht, der aufgeschmolzen wird, kontinuierlich von einer Drahtrolle nachlegen. Dadurch gelingen deutlich längere Schweißnähte in einem durchgehenden Arbeitsprozess. Abschmelzleistung und Produktionsraten lassen sich so wesentlich steigern. Durch Unterstützung mittels Laserstrahlung arbeitet das LZH-Team nun daran, das Fülldrahtschweißen weiter dahingehend zu verbessern, dass es als die effizientere Alternative für das Schweißen unter Wasser überzeugt.

Lichtbogenzündung und Prozessstabilität durch Laserstrahlung verbessern

Um die Lichtbogenzündung und -stabilität zu verbessern, soll der Laserstrahl gezielt Energie ins Werkstück einbringen. Durch eine solche Kombination von Laserstrahl und Lichtbogen in einer gemeinsamen Prozesszone lässt sich der Lichtbogen exakter führen. Das wiederum erlaubt nicht nur geometrisch sauberere Schweißnähte, sondern auch insgesamt eine höhere Prozessstabilität, wie Tests zu Laserstrahl-Lichtbogen-Hybridschweißen an der Atmosphäre gezeigt haben.

Weitere Pluspunkte des Verfahrens: Die Schweißgeschwindigkeiten sind höher und es können zudem vorhandene Schweißnähte überschweißt werden. Die Forschungspartner wollen die Kombination von Laserstrahl und Lichtbogen nun im Rahmen des Projekts LaMeer im Einsatz unter Wasser weiter überprüfen. Dazu entwickeln sie zunächst den Prototypen eines Schweißbrenners mit integrierter Laseroptik.

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Bedeutung des Unterwasserschweißens nimmt noch zu

Mittlerweile gehört die maritime Wirtschaft zu den bedeutendsten Wirtschaftszweigen in Deutschland. Dabei nimmt das Schweißen als eine der Schlüsseltechnologien der Unterwassertechnik eine zunehmend bedeutende Rolle ein. Denn mit Blick auf den Klimawandel rücken Küstenschutz und Offshore-Energieerzeugung mehr und mehr in den Fokus. Aus diesem Grund fördert das Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz das Projekt LaMeer (Lasergestütztes Metall-Fülldrahtschweißen unter Wasser) durch den Projektträger AIF Projekt GmbH.