Elektro-/mechanische Schmelzbadbeherrschung zur Adaption von Abweichungen in den Prozessrandbedingungen beim automatisierten Metallschutzgasschweißen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Uwe Reisgen
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409759303

Bei der Automatisierung von MSG-Schweißverfahren besteht ein großes Problem in der Sicherstellung der Schweißnahtqualität trotz variierender Prozessrandbedingungen. Zwar gibt es heute Strategien, bei denen diese Abweichungen von Sensoren (meistens vorlaufend) erfasst und durch eine Korrektur der Schweißbrennerposition und/oder Adaption der Schweißparameter automatisch kompensiert werden, jedoch ist dies nur in eingeschränkten Prozessgrenzen möglich (meistens Variation der Schweißgeschwindigkeit). Adaptionsstrategien beim manuellen Schweißen bieten jedoch den Vorteil, dass hiermit, in Abhängigkeit von der Erfahrung des Handschweißers, in wesentlich größeren Prozessfenstern agiert werden kann und dadurch auch größere Abweichungen von den Prozessrandbedingungen ausgeglichen werden können. Diese Strategien beinhalten im Wesentlichen die Anpassung der Schweißgeschwindigkeit, die Veränderung der Positionierung und/oder der Orientierung des Schweißbrenners sowie die lokal angepasste Energie- sowie Zusatzwerkstoffeinbringung. Die Entscheidung, welche Strategie im jeweiligen Fall geeignet ist, wird vom Handschweißer intuitiv und auf Basis seiner Ausbildung sowie langjähriger Erfahrung getroffen.Ziel des Projektes ist deshalb die Vorgehensweise beim manuellen Schweißen auf den automatisierten Schweißprozess zu übertragen und dadurch die Prozessgrenzen für die Adaption des Schweißprozesses bei Abweichungen in den Prozessrandbedingungen erheblich zu erweitern. Eine wichtige Voraussetzung für die Übertragung auf das automatisierte Schweißen ist die Erarbeitung von Adaptionsstrategien auf Basis der Vorgehensweise des Handschweißers, die im Wesentlichen auf die Ausbildung und Beherrschung des Schmelzbades zielen. Ferner müssen Entscheidungskriterien, basierend auf digitalisiertem Schweißexpertenwissen entwickelt werden, wann und in welcher Situation eine geeignete Anpassungsstrategie zum Einsatz kommen soll.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen