Verfahrenskombination Laserstrahlschweissen und -richten am Beispiel einer Titan-Leichtbaustruktur

Die Senkung des Luftwiderstandes während des Reisefluges wird in der Luftfahrtindustrie als eine sehr effektive Möglichkeit zur Verringerung des Treibstoftbedarfes angesehen. Zum Aufbau geeigneter Strukturelemente sind Fügeverfahren notwendig, die geringe Oberflächenbeeinflussungen der Außenseite der Struktur zur Folge haben, um die Umströmung nicht zu stören. Durch die Verfahrenskombination Laserstrahlschweißen und -richten kann diese anspruchsvolle Fügeaufgabe gelöst werden. Der erste Schritt ist dabei das Aufbringen von Stegen auf die Innenseite eines Hautbleches mittels Laserstrahlschweißen. Konzentrierte Energieeinbringung und hohe Schweißgeschwindigkeiten erlauben es, den Verzug auf der Außenseite unmittelbar im Bereich der Fügestelle zu minimieren, worauf jedoch ein erhöhter Winkelverzug in Kauf genommen werden muß. Der nachfolgende Prozeßschritt des Laserstrahlrichtens ermöglicht es, diesen Verzug senkrecht zur Schweißnaht zurückzuführen, indem auf der Außenseite gezielt Wärmespannungen induziert werden. Simulationsrechnungen der beiden Prozeßschritte ermöglichen eine Vertiefung des Prozeßverständnisses bezüglich der Entstehung sowie der anschließenden Reduzierung des Schweißverzuges, so daß letztlich eine Vorhersage von Richtparametern möglich wird. Durch den Aufbau eines Demonstrationsbauteils wird abschließend die Eignung der Verfahrenskombination Laserstrahlschweißen und -richten für die spätere Herstellung von verzugsarmen Leichtbautstrukturen aus Titan für die Luftfahrtindustrie aufgezeigt.