Qualifizierung einer klebstoffbasierten Spanntechnik für das Laserstrahlschweißen von verzinkten Stahlblechen im Überlappstoß

Die Spanntechnik spielt in der Schweiß- und Fügetechnik und insbesondere in der Laserstrahlschweißtechnik eine wichtige Rolle. Komplexe Spannsysteme müssen die zu schweißenden Bauteile exakt zueinander und zur Schweißanlage ausrichten. Zusätzlich muss die Spanntechnik auch während der Schweißung die auftretenden Spannungen in den Bauteilen abfangen und das Bauteil in Position halten. Eine besondere Herausforderung für die Spanntechnik stellt dabei das Laserstrahlschweißen von verzinkten Bauteilen im Überlappstoß dar. Hierbei muss das Spannsystem nicht nur die Bauteile fixieren, sondern auch den für eine einwandfreie Schweißung notwendigen Entgasungsspalt für den Zinkdampf generieren. Etabliert haben sich in der Industrie für diese Schweißaufgabe die Herstellung von Entgasungsnoppen in einem vorgeschalteten Prozessschritt und die Spalterzeugung durch mitlaufende Spannrollen. Aus der Idee, eine einfach umsetzbare, weitgehend geometrieunabhängige Spanntechnik zum Laserstrahlschweißen zu entwickeln, ist die Technologie „Laserstrahlschweißen mit Haftklebstofffixierung“ entstanden. Es wird ein Haftklebstoffstreifen, welcher durch seinen Herstellungsprozess eine definierte Höhe und Breite besitzt, auf ein Bauteil aufgebracht. Anschließend wird der Fügepartner im Überlapp aufgebracht. Durch eine spezifische Andruckkraft kommt es zur sofortigen Haftung zwischen den beiden Bauteilen. Der Haftklebstoff übernimmt dabei sowohl die Aufgabe der herkömmlichen Spanntechnik, also die geometrische Fixierung der Bauteile zueinander, und stellt gleichzeitig auch durch seine Systemhöhe, die Klebstoffdicke, den notwendigen Entgasungsspalt für die Schweißaufgabe zur Verfügung. Damit das zu fügende Bauteil auf der Arbeitsstation eine definierte Lage annimmt, wird das untere Blech mit Hilfe von Magnetspannbacken fixiert. Das obere Blech ist lediglich durch den Haftklebstoff mit dem unteren Blech verbunden. Der Laserstrahlschweißprozess erfolgt in definiertem Abstand neben dem Haftklebstoff. Ziel dieser Dissertation ist es, die Technologie Laserstrahlschweißen mit Haftklebstofffixierung zu quantifizieren und die positiven Eigenschaften dieser Technologie herauszustellen.