Multistråle fiberlasersvejsning

Multifiberlaserstrålesvejsning

Ph.d.-projektet "Multistråle fiberlasersvejsning" er et studie af multilaserstrålesvejsning med højeffekt single mode (SM) fiberlasere med det formål at udvikle optimale svejsekonfigurationer i industrien. For at opnå en bedre svejsekvalitet har der været arbejdet med at øge stabiliteten af smelten under lasersvejsning ved at benytte flere laserstråler. 

Kernen i projektet er ved hjælp af multilaserstrålesvejsning med single mode-fiberlasere at danne et antal meget smalle nøglehuller i et udvalgt emne for at kunne udnytte mindst en af følgende egenskaber:

  • En udvidelse af bredden samt en stabilisering af geometrien af svejsesømme ved at anvende flere primære nøglehuller placeret i et mønster, primært på tværs af svejseretningen. 
  • Forlængelse af smeltebadet ved at placere en eller flere sekundære nøglehuller bag de(t) primære nøglehul(ler). 
  • En mere stabil proces hvor fænomener som humping bead undgås, og hvor procesvinduet øges. 

Projektet er et samarbejde mellem IPU og Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet på Aalborg Universitet. Ph.d.-kandidat er Klaus Schütt Hansen, som har været ansat i IPU Teknologiudvikling siden 2008. Klaus rådgiver primært om laserprocesser og støberiteknologi.

Vejledere på projektet er senioringeniør Flemming Ove Olsen fra IPU og professor Ole Madsen fra Aalborg Universitet. Projektet bakkes op af virksomhederne Danfoss og Grundfos, som kan se flere mulige anvendelser af den nye teknologi i deres produktion.

Forsvaret er sat til omtrent november 2015.

Rapportens RESUMÉ er gengivet herunder:

This dissertation presents work and results achieved in the field of multi beam fiber laser welding. The project has had a practical approach, in which simulations and modelling have been kept at a minimum. Different methods to produce spot patterns with high power single mode fiber lasers have been examined and evaluated. It is found that both diamond turned DOE’s in zinc sulphide and multilevel etched DOE’s (Diffractive Optical Elements) in fused silica have a good performance. Welding with multiple beams in a butt joint configuration has been tested. Results are presented, showing it has been possible to control the welding width in incremental steps by adding more beams in a row. The laser power was used to independently control the keyhole and consequently the depth of fusion.

An example of inline repair of a laser weld in butt joint configuration was examined. Zinc powder was placed in the weld causing expulsion of the melt pool. Trailing beams were applied to melt additional material and ensure a melt pool. The method showed good results for increasing tolerances to impurities and reduction of scrapped parts from blowouts during laser welding.

Se også:

  • Laser

    Lasere har i mange år spillet en vigtig rolle inden for fremstillingsprocesser. IPU har oparbejdet mange års viden inden for b.la. skæring, svejsning og hulboring. Vi kan tages med på råd ved indkøb... Laser
  • Bio- og fødevareteknologi

    IPU tilbyder udviklingsarbejde, rådgivning og optimering i bio- og fødevareteknologi. Vores fokusområder er: Forarbejdning, konservering, pakning og opbevaring af råvarer og produkter. Hygiejne og analyser... bio- og førevareteknologi
  • DOEFLAC

    IPU initierer og leder EUROSTARS-projekt inden for skæring med fiberlasere. Laserskæring er en meget udbredt og veludviklet produktionsteknologi. Den dominerende laserkilde til skæring har i 30 år... DOEFLAC
  • AdEC-projekt

    Avanceret overfladebehandling – reduktion af friktion i motorer IPU var i perioden 1/1-2013-31/12-2014 en af de centrale partnere i udviklingsprojektet AdEC ”Advanced low friction engine coatings... AdEC-projekt
  • Aquavalens

    IPU deltager som SMV i EU-projektet Aquavalens, der har til formål at beskytte europæernes sundhed ved at forbedre metoder til påvisning af patogener i drikkevand og vand der anvendes til madlavning... aquavalens