Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit im Rohrleitungsbau steht die Produktivi-tätssteigerung der Schweißprozesse im Vordergrund. Ein hohes Potenzial stellt hier der Laserstrahl-MSG-Hybridschweißprozess dar. Der technologische Ansatz ist dabei die Nutzung des lasertypischen Tiefschweißeffektes zur Herstellung einer qualitativ hochwertigen freien Wurzellage. In einem zum September 2009 abgeschlossenen Forschungsvorhaben der SLV Halle GmbH wurden zu dieser Thematik sowohl gerätetechnische als auch technologische Untersuchungen durchgeführt. Die gerätetechnische Basis für den ersten Teil der technologischen Untersuchungen stellte ein marktverfügbares Rohrumlaufsystem der Fa. Gullco dar (Bild 1).
 
Als Laserstrahlquellen kamen zwei unterschiedliche Faserlasersysteme zum Einsatz.
 
In einer ersten Phase wurde ein System mit 4,5 kW Ausgangsleistung verwendet, und abschließend wurde ein 10-kW-Laser der SLV Mecklenburg-Vorpommern in den Versuchsaufbau integriert. Zur Erzeugung eines geschlossenen Nahtprofils wurde der Schweißkopf um einen weiteren Lichtbogenbrenner erweitert. Somit war es möglich, in einem Umlauf sowohl die Wurzel hybrid als auch die Decklage MAG zu schweißen, so dass durch zwei Fallnähte der komplette Anbindungsquerschnitt einer Rohrverbindungsnaht hergestellt werden konnte. Im Verlauf dieser Versuchsdurchführung wurden wichtige Informationen zu bestehenden Defiziten von nicht speziell auf den Hybrid-schweißprozess abgestimmten Führungssystemen gewonnen. Der auf dieser Basis realisierte und für weiterführende Untersuchungen zur Verfügung stehende spezialisierte Prototyp (Bild 2) zur Umsetzung einer orbitalen Schweißbewegung zum Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen hat folgende technischen Daten:

• Verfahrgeschwindigkeiten:   
  Positionieren:    bis 6 m/min   
  Schweißen:    bis 3 m/min
• bearbeitbare Rohrdurchmesser:    500 – 700 mm
• positionsabhängige Veränderung der Schweißparameter
• Nahtverfolgung und -führung

Der integrierte Laserbearbeitungskopf erlaubt die Kopplung mit allen fasergeführten Festkörperlasern bis zu Leistungen von 20 kW.

Die vorgestellten Arbeiten wurden durch Projekte des BMWi unterstützt. Hierfür sei ausdrücklicher Dank gesagt. Weiterer Dank gilt den an dem Projekt beteiligten Industriepartnern Verbundnetz Gas AG, Friedrich Vorwerk Rohrleitungsbau GmbH & Co. KG, Carl Cloos Schweißtechnik GmbH, Gullco International Ltd. und Bergrohr GmbH für ihre Unterstützung bei der Umsetzung der Untersuchungen.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. (FH) J. Neubert
Tel.: 0345 5246-428; E-Mail: neubert@slv-halle.de