Entwicklung eines Laserstrahl-Lötverfahrens für schmelztauchveredelte Karosseriebauteile

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Das Laserstrahllöten wird im Karosseriebau als Fügetechnologie für die Herstellung von Sichtverbindungen im Außenhautbereich eingesetzt. Die exponierte Position der Verbindungen bedingt hohe Anforderungen an die Anmutungsqualität. Aufgrund der höheren Korrosionsbeständigkeit schmelztauchveredelter Stahlbleche wird eine Substitution der bisher üblichen, elektrolytisch verzinkten Stahlbleche angestrebt. Allerdings beeinflussen die Eigenschaften der Zinkbeschichtung den Laserstrahllötprozess und begrenzen die erreichbare Anmutungsqualität. Im Spannungsfeld dieser Anforderungen stellt die Steigerung der Prozessstabilität ein zentrales Ziel von Forschungsarbeiten dar. Im Rahmen einer Prozessanalyse werden die Mechanismen, die zur Entstehung von Prozessinstabilitäten führen beobachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass der Entstehung von Unregelmäßigkeiten verschiedene Mechanismen zugrunde liegen, die zum einen der Einstellung der Anlagen- und Systemtechnik, zum anderen den prozessinhärenten und werkstoffspezifischen Vorgängen zugeordnet werden können. Aufbauend auf den erarbeiteten Zusammenhängen erfolgt eine zielgerichtete Anpassung der Anlagentechnik zur Steigerung der Prozessstabilität. Anhand von Laborversuchen an vorbehandelten Blechen wird eine Dreistrahlanordnung entworfen, die im Randbereich der Lötfuge eine räumliche Trennung der Zinkverdampfung vom Schmelzbad des Lötprozesses ermöglicht. In Zusammenarbeit mit Anlagenherstellern werden prototypische Systeme aufgebaut und erprobt. Die an Realbauteilen erzielten Ergebnisse belegen, dass durch die anwendungsspezifisch gestaltete Intensitätsverteilung eine Steigerung der Prozessstabilität erreicht wird.