Anwendungsbeispiele
Die meisten Systeme haben wir nach wie vor im Bereich der automobilen Sitzproduktion im Einsatz. Dort werden mit unseren Systemen viele hunderttausend Nähte jeden Tag überwacht. Doch die Einsatzmöglichkeiten der Prozessüberwachung sind weitaus vielfältiger. Wir haben Ihnen einige Beispiele aus sehr unterschiedlichen Bereichen zusammengestellt.
Das Fügen von Kupferverbindungen ist ein zentraler Fertigungsschritt des Elektromotors. Moderne Elektroantriebe werden mit Rechteckdrähten statt mit Runddrähten „gewickelt“. Jedes dieser 100 bis 200 Hairpin-Pärchen muss die elektrische Leitfähigkeit zuverlässig über die Lebensdauer aufrecht erhalten. Fällt eine Verbindung aus, funktioniert der Motor nicht mehr. Wir haben daher in Zusammenarbeit mit dem Institut für Strahlwerkzeuge in Stuttgart in aufwendigen Testreihen analysiert wie und mit welchem Nutzen man den WeldWatcher zur automatischen Überwachung während des Schweißens nutzen kann.
Insbesondere durch Verunreinigungen und durch Lackanhaftungen können Auswürfe entstehen. In dem hier gezeigten Fall ist der Auswurf am Ende der Schweißung nicht mehr zu erkennen; die Naht ist äußerlich „in Ordnung“. Ein Blick auf das Ergebnis der Computertomographie zeigt, dass sich im Inneren sowohl große Fehlstellen als auch viele kleine Blasen befinden. Mithilfe des WeldWatcher® kann man schon während des Schweißens sehen, dass die Naht offensichtlich nicht in Ordnung ist. Auf diese Weise können zeitaufwändige und kostspielige Prüfungen wie CT oder Schliffbilder weitgehend eingespart werden.
System:
TruDisk 8001
PFO 33
Anwendung:
Kupfer Hairpin Schweißen 4 mm x 2 mm
WeldWatcher:
v. 5.343
AT-Sensor (single)
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In Kooperation mit:
Schweißen CuSn6/1.4301 Überlapp – Spritzerdetektion
Schweißen mit sichtbarer Laserstrahlung (blau). Auch beim Fügen artungleicher Verbindungen können bestimmte Nahtfehler während des Schweißens erkannt werden. Sie sehen im folgenden Beispiel eine Verbindung zwischen einer Kupferlegierung und Edelstahl. In diesem Fall haben Verunreinigungen zu einem Auswurf geführt, der mit dem WeldWatcher zuverlässig erkannt wurde.
Setup:
Laserline LDM blue 1000-40
IPG Single Mode 1000 W
Fraunhofer ILT Bearbeitungskopf
Prozess:
P = 950 W @450nm
P = 950 W @1070nm
v = 100 mm / s
WeldWatcher:
Combi Sensor (dual)
v 5.323
Einbau an Bearbeitungsscanner
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In Kooperation mit:
Beim Fügen artungleicher Werkstoffe wie Aluminium mit Kupfer kommt es ganz besonders auf eine gute Prozessführung an. Durchmischen sich die beiden Werkstoffe zu sehr, kommt es zur Bildung intermetallischer Phasen, die sehr spröde und daher unerwünscht sind. Bei zu geringer Einschweißtiefe reicht der Anbindungsquerschnitt nicht mehr aus, um die gewünschte Festigkeit zu erreichen. Daher haben wir in diesem Anwendungsbeispiel einen Ansatz gefunden, die Durchmischung der Werkstoffe beim Schweißen indirekt festzustellen. Das Bild zeigt die Draufsicht auf die Naht. Man erkennt deutlich, dass die darunterliegende Kurve unseres Messsignals mit den Aluminiumanteilen an der Schweißnahtoberseite korreliert.
System:
IPG YLS-6000
HighYag HighMotion 2D
Integration in die Strahlweiche (Überwachung aller Abgänge)
Anwendung:
Cu 0,3 mm auf Al 1,0 mm
6000 W
18 m / min
WeldWatcher:
v 6.0.1.0
HS (Single)
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In Kooperation mit:
Das Laser bonden wird zunehmend für Verbindungen der Batterietechnik und der Leistungselektronik eingesetzt. Dabei wird ein Flachdraht auf das Bauteil aufgesetzt und an zwei Stellen mit Punkt- oder Linearnähten verschweißt. Das Besondere ist die geringe Wärmeeinbringung. Zudem werden auch sehr kurze Schweißzeiten realisiert. Für das Bonden eines empfindlichen Leistungsbausteins ist es wichtig, dass die Keramik des PCBs nicht zerstört wird. In Kooperation mit dem Fraunhofer ILT haben wir die Möglichkeiten der Fehlerdetektion beim Bonden evaluiert.
Setup:
SPI Single Mode 1 kW
Maschine:
ILT / F&K Delvotec
Prozess:
1 kW @100 mm / s
2 mm x 0,25 mm Kupfer
Nähtlänge 1 mm
WeldWatcher
v. 5.323
Combi Head (dual)
installiert am Bearbeitungskopf
Mit zunehmender Steigerung der Leistung entsteht auch immer mehr Prozessstrahlung. Dies ist auf die nun höhere thermische Strahlung zurückzuführen. Bei 68% der Laserleistung kommt es zu Beginn der 2. Nahthälfte zu einem Auswurf, da hier die Laserstrahlung den keramischen Grundwerkstoff erreicht und zerstört. Somit kann das System in dieser Anwendung dazu verwendet werden, das Einschweißen in den keramischen Werkstoff nicht nur zuverlässig während der Produktion zu verhindern. Der WeldWatcher ist in diesem Fall auch eine wertvolle Hilfestellung zur Prävention, indem die Laserleistung gezielt auf stabile Prozessparameter eingestellt werden kann.
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Zur Vorbereitung der Gehäuse von prismatischen Zellen kommt oft das Laserreinigen zum Einsatz. Dabei wird die spätere Fügestelle gereinigt, um organische Überreste von Trennmitteln zu entfernen. Durch Verunreinigungen können Nahtfehler in der späteren Schweißnaht entstehen, die zu Undichtigkeiten führen können.
System:
TruLaserCell 3000
TruMicro 7070
PFO 33
Integration in den Laser.
Anwendung:
Aluminium reinigen
WeldWatcher:
v. 5.343
HS-Sensor
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In Kooperation mit:
Ihre Anwendung ist nicht dabei?
Mit weltweit über 1400 installierten Systemen verfügen wir über einen reichhaltigen Erfahrungsschatz. Kontaktieren Sie unsere Experten und wir besprechen Ihre Problemstellung gemeinsam. Gerne bieten wir Ihnen Testversuche vor Ort an, damit Sie schnell zu einer ersten Einschätzung kommen, ob und welche Art der Prozessüberwachung für Sie die beste Lösung ist.
