Dicke Bleche für leichte Schiffe

Science

Die zehn Verbundpartner des Projekts LaSAAS unter Leitung des Laser Zentrums Hannover e. V. (LZH) haben sich zum Ziel gesetzt, einen robusten Laserstrahlschweißprozess für die maritime Fertigung zu entwickeln.

09. März 2016

Auch im Schiffbau gilt es, den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Nutzlast zu maximieren. Dazu werden bereits Bauteile aus Stahl-Aluminium-Verbindungen für Rumpf und Aufbauten gefertigt: etwa der Schiffsrumpf aus Stahl und die Aufbauten aus Aluminium. Solche Hybridwerkstoffkombinationen senken zudem den Schwerpunkt des Schiffs und stabilisieren es damit. Verbunden werden die unterschiedlichen Metalle bisher über ein per Sprengplattieren hergestelltes Adapterstück.

Dieses Adapterstück wollen die Wissenschaftler und Industriepartner des Verbundprojekts LaSAAS ersetzen. Hierfür arbeiten die Systemhersteller Precitec, Scansonic MI und Trumpf Laser zusammen mit dem LZH an einem Laserbearbeitungskopf mit Einschweißtiefenkontrolle. Mit diesem wird am LZH ein Laserstrahlschweißprozess entwickelt, der anschließend mit der Laser on demand GmbH getestet wird.

Anschließend wird der Prozess bei den Halbzeugherstellern Druckguss Service Deutschland und Hilbig sowie Lürssen Werft und Meyer Werft in die Praxis übertragen. Begleitend wird das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) die Schwingfestigkeit der Verbindungen, insbesondere unter dem Einfluss korrosiver Medien, prüfen.

Interessant für Großbauteile

Grundsätzlich entstehen beim thermischen Fügen von Stahl an Aluminium spröde intermetallische Phasen, so dass es unter Belastung zum frühzeitigen Versagen der Verbindungen kommt. Die Eigenschaften der Schweißnähte lassen sich jedoch durch das Mischungsverhältnis und die Einschweißtiefe optimieren. Man will daher die Einschweißtiefe mittels Analyse der spektralen Prozessemissionen und der Kurzkohärenz-Interferometrie einstellen.

Bei erfolgreicher Entwicklung kann der Prozess natürlich auch für andere großbauteilige Branchen, etwa für den Waggon- oder den Nutzfahrzeugbau, interessant werden. Gefördert wird das Verbundprojekt ›Laserstrahlschweißen von Stahl an Aluminium für die Anwendung im Schiffbau‹ (LaSAAS) vom BMWi unter fachlicher Betreuung des Forschungszentrums Jülich GmbH (PTJ).

Erschienen in Ausgabe: 02/2016