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Humanisierung des Arbeitslebens von Schweissern (Verbundprojekt)

Untersuchung der Entstehung gesundheitsgefaehrdender Schweissrauche und -gase, Massnahmen zu deren Reduzierung, Vermeidung oder zum Schutz vor schaedigendem Einfluss. Bestimmung von Schallemissionskennwerten und Massnahmen zur Vermeidung oder Minderung von schaedigenden Einfluessen. (Die genannten uebergeordneten Themen beziehen sich auf Schweissen und verwandte Verfahren, zum Beispiel Brennschneiden, Loeten, thermisches Spritzen).

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum, Teilvorhaben: Integration in Produktionsumgebung

Damit die Klimaziele der Bundesregierung erreicht werden, muss in den kommenden Jahren intensiv in die Erschließung und den Aufbau neuer Offshore-Windparks investiert werden. Um diese möglichst schnell und kostengünstig aufbauen zu können, bedarf es hochproduktiver Fertigungsprozesse. Die Schweißtechnik ist nach einer Studie des deutschen Verbandes für Schweißtechnik und verwandte Verfahren (DVS) aktuell der Flaschenhals bei der Herstellung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Ziel des Vorhabens ist ein ganzheitlicher Anlagenentwurf zur Implementierung des Verfahrens in der Herstellung von OWEA, konkret am Beispiel von Monopiles. Um LaVa in der Fertigung von Monopiles einsetzen zu können, müssen diverse Herausforderungen bewältigt werden.

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum

Damit die Klimaziele der Bundesregierung erreicht werden, muss in den kommenden Jahren intensiv in die Erschließung und den Aufbau neuer Offshore-Windparks investiert werden. Um diese möglichst schnell und kostengünstig aufbauen zu können, bedarf es hochproduktiver Fertigungsprozesse. Die Schweißtechnik ist nach einer Studie des deutschen Verbandes für Schweißtechnik und verwandte Verfahren (DVS) aktuell der Flaschenhals bei der Herstellung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Ziel des Vorhabens ist ein ganzheitlicher Anlagenentwurf zur Implementierung des Verfahrens in der Herstellung von OWEA, konkret am Beispiel von Monopiles. Um LaVa in der Fertigung von Monopiles einsetzen zu können, müssen diverse Herausforderungen bewältigt werden.

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum, Teilvorhaben: Anlagenentwicklung für das Laserstrahlschweißen mit lokalem Vakuum

Damit die Klimaziele der Bundesregierung erreicht werden, muss in den kommenden Jahren intensiv in die Erschließung und den Aufbau neuer Offshore-Windparks investiert werden. Um diese möglichst schnell und kostengünstig aufbauen zu können, bedarf es hochproduktiver Fertigungsprozesse. Die Schweißtechnik ist nach einer Studie des deutschen Verbandes für Schweißtechnik und verwandte Verfahren (DVS) aktuell der Flaschenhals bei der Herstellung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Ziel des Vorhabens ist ein ganzheitlicher Anlagenentwurf zur Implementierung des Verfahrens in der Herstellung von OWEA, konkret am Beispiel von Monopiles. Um LaVa in der Fertigung von Monopiles einsetzen zu können, müssen diverse Herausforderungen bewältigt werden.

Optimierung des Ressourceneinsatzes bei Schweißkonstruktionen durch die automatisierte in-line Lebensdauerbewertung auf Basis von 3D-Scans, Teilvorhaben: Entwicklung einer Systematik zur in-line Kontrolle von Schweißverbindungen und Übergängen auf Basis von optischer 3D-Vermessung

Manuelles oder automatisiertes Schweißen ist in der metallverarbeitenden Industrie das maßgebende Fertigungsverfahren. Aufgrund ihrer geringeren Ermüdungsfestigkeit und Lebensdauer im Vergleich zum Grundwerkstoff stellen Schweißverbindungen immer strukturelle Schwachpunkte dar. Die benötigten Blechdicken in geschweißten und zyklisch beanspruchten Bauteilen und Konstruktionen und der damit verbundene Ressourcenbedarf werden dabei stets über den geringen Ermüdungswiderstand der Schweißverbindung vorgegeben. Ein wesentlicher Anteil daran ist maßgeblich auf die Kerbwirkung bzw. Spannungskonzentration am Schweißnahtübergang zurückzuführen. Aus zahlreichen Untersuchungen ist bekannt, dass die lokale Nahtgeometrie in hohem Maße für die Ermüdungsfestigkeit der Verbindung relevant ist und Risse von einzelnen Schwachstellen mit hoher Kerbwirkung initiieren. Die Identifizierung von geometrischen Schwachstellen mit hoher Kerbwirkung ermöglicht zudem die gezielte Nacharbeit. Ziel des Projekts ist der Aufbau eines Konzeptes für ein automatisierbaren und anwenderunabhängiges Verfahren zur in-line (oder nachfolgenden) Inspektion und individuellen Lebensdauerbewertung von Schweißverbindungen auf Basis von 3D-Scans zu entwickeln. Besonderes Augenmerk wird auf die Erarbeitung einer technischen Lösung zur Erstellung von 3D-Scans und deren Auswertung an Schweißverbindungen aus Baustahl (S355) durch Metallaktivgasschweißen (MAG) gelegt. Der Stahlbau zählt im Kranbau zu den Schlüsselkompetenzen. Hierbei werden mithilfe manueller und automatisierter Schweißungen Stahlbaukomponenten gefertigt. Neben der reinen Fertigung stellt die Auslegung der Bauteile eine wesentliche Rolle dar. Dabei muss neben der statischen Festigkeit vor allem auch die Betriebsfestigkeit betrachtet werden. Einen erheblichen Einfluss hierauf hat der Übergang zwischen Grundwerkstoff und Schweißnaht.

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum, Teilvorhaben: Prozessentwicklung und mechanisch-technologische Eigenschaften der LaVa-Schweißverbindungen

Die Energiewende ist die forderndste Aufgabe der Bundesregierung für die nächsten Jahrzehnte. Um bis 2050 klimaneutral zu werden, muss der Anteil der erneuerbaren Energien weiter ausgebaut werden. Wichtige Bestandteil dieser Strategie sind hochleistungsfähige Offshore Windenergieanlagen (OWEA). Die verfügbaren Produktionskapazitäten sind allerdings mit den bereits geplanten OWEA-Projekten voll ausgelastet. Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Die Implementierung der LaVa-Technologie verspricht einen signifikanten Produktivitätsgewinn und großen Wettbewerbsvorteil. Da bisher noch keine industrielle Anwendung im Dickblechbereich für das Laserstrahlschweißen im Vakuum existiert, muss innerhalb des Projektes eine neuartige Schweißanlage für das Fügen von Dickblech zur Herstellung von Monopiles konzipiert und umgesetzt werden. Den größten Umfang nimmt dabei die Qualifizierung des Verfahrens ein, da im Offshore Bereich sehr hohe Anforderungen an die Schweißnähte gestellt werden. Dazu gehört unter anderem das Erreichen sehr hoher Zähigkeitswerte der Schweißverbindungen. Im Dickblechbereich kommt es aufgrund der Fertigungstoleranzen zu großen Spalten zwischen den zu verschweißenden Blechen. Das gemeinsame Teilziel der Bauteilhandhabung sowie der Schweißtechnik ist demnach die Optimierung der Vorrichtungen und Verfahren im Hinblick auf die Kantenvorbereitung, Blechpositionierung sowie Spaltüberbrückbarkeit des Schweißprozesses, um anforderungskonforme und defektfreie Schweißverbindungen zu erzeugen. Das weitere Ziel der Nachweis der strukturellen Integrität der geschweißten Einzelrohrschüsse. Der Projektabschluss wird mit der Fertigung von Demonstratoren im Realmaßstab erreicht.

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum, Teilvorhaben: Prozessentwicklung und Vorrichtungsentwicklung für das Laserstrahlschweißen mit mobilem Vakuum

Damit die Klimaziele der Bundesregierung erreicht werden, muss in den kommenden Jahren intensiv in die Erschließung und den Aufbau neuer Offshore-Windparks investiert werden. Um diese möglichst schnell und kostengünstig aufbauen zu können, bedarf es hochproduktiver Fertigungsprozesse. Die Schweißtechnik ist nach einer Studie des deutschen Verbandes für Schweißtechnik und verwandte Verfahren (DVS) aktuell der Flaschenhals bei der Herstellung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Ziel des Vorhabens ist ein ganzheitlicher Anlagenentwurf zur Implementierung des LaVa-Verfahrens in der Herstellung von OWEA, konkret am Beispiel von Monopiles, um so nennenswerte Produktivitätssteigerungen zu ermöglichen.

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum, Teilvorhaben: Fertigungsspezifische Randbedingungen für das Laserstrahlschweißen bei der Monopile-Fertigung

Damit die Klimaziele der Bundesregierung erreicht werden, muss in den kommenden Jahren intensiv in die Erschließung und den Aufbau neuer Offshore-Windparks investiert werden. Um diese möglichst schnell und kostengünstig aufbauen zu können, bedarf es hochproduktiver Fertigungsprozesse. Die Schweißtechnik ist nach einer Studie des deutschen Verbandes für Schweißtechnik und verwandte Verfahren (DVS) aktuell der Flaschenhals bei der Herstellung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Ziel des Vorhabens ist ein ganzheitlicher Anlagenentwurf zur Implementierung des Verfahrens in der Herstellung von OWEA, konkret am Beispiel von Monopiles. Um LaVa in der Fertigung von Monopiles einsetzen zu können, müssen diverse Herausforderungen in Bezug auf die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Schweißnaht, den fertigungsspezifischen Randbedingungen, der Anlagentechnologie und fertigungsspezifische Nachweise innerhalb der Fertigung bewältigt werden.

Solare Anwendung für neuartige Textilexpertise, Teilprojekt: Entwicklung von Methoden und Verfahren, die die Umsetzung von Suntex industriell ermöglichen

Entwicklung von Basistechnologien für 100% Wasserstoffgasturbinen zur Beschleunigung der Energiewende in Deutschland, Teilvorhaben: LCF-Methodenentwicklung - Schweißungen und Lötungen unter Wasserstoffeinfluss

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