For the joining of heavy plates, hybrid processes have been established. The presented approach of one side welding of thick metal sheets combines a laser beam and two GMA welding torches in one setup. Using this hybrid process for joining high material thicknesses, manufacturing time can be significantly reduced in comparison to conventional multilayer arc welding processes. Additionally, new construction opportunities allow savings of additive materials.

In order to benefit from these economic advantages and to make brilliant high power lasers in pipeline manufacturing useful, this hybrid process needs to run robustly for conventional welding practices as well as for common gap and tolerance ranges. The process time, compared to conventional methods, will be significantly decreased due to the use of disc lasers with a maximum output power of 16 kW combined with two high power GMA sub-processes. For the process development, grade X70 steel sheets with a thickness of 23 mm have already been joined in flat position within a single process step over the whole thickness.

Based on these parameter studies, the process limitations have been determined with regard to energy input, gap bridgeability, vertical edge offset and a lateral position deviation of the energy sources from the weld gap. The variable applicability and the robustness of the developed hybrid process have already been approved in application oriented processes.

1.
Miebach
,
R.
,
Lembeck
,
H.
(
2003
) Die neue Fertigung der Meyer-Werft – Laserhybridschweißen als Kerntechnologie, in
DVS-Berichte Band 225 Schweißen und Schneiden 2003, Düsseldorf
,
187
191
.
2.
Sumpf
,
A.
,
Jasnau
,
U.
,
Seyffarth
,
P.
(
2005
) 10 kW Hochleistungsfaserlaser – Erfahrungen aus verschie-denen Anwendungen, in
DVS-Berichte Band 237 Schweißen und Schneiden 2005, Düsseldorf
.
3.
Thomy
,
C.
,
Schilf
,
M.
,
Seefeld
,
T.
,
Vollertsen
,
F.
,
Sepold
,
G.
,
Hoffmann
,
R.
(
2003
) CO2-Laser-MSG-Hybridschweißen in der Rohrfertigung, in
DVS-Berichte Band 225 Schweißen und Schneiden 2003, Düsseldorf
,
167
173
.
4.
Meier
,
C.
,
Reinhold
,
P.
,
Maley
,
K.
(
1996
) Aluminium-Strangpressprofile im Schienenfahrzeug-bau, geschweißt mit dem Hybridverfahren Nd:YAG Laser/MIG, in
DVS-Berichte Band 176, Düsseldorf
,
198
202
.
5.
Wieschemann
,
A.
(
2001
) Entwicklung des Hybrid-und Hydraschweißverfahrens am Beispiel des Schiffbaus, in
Aachener Berichte Fügetechnik Band 1/2001, Aachen
.
6.
Neuenhahn
,
J. C.
(
1999
) Hybridschweißen als Kopplung von CO2-Hochleistungslasern mit Licht-bogenschweißverfahren, in
Aachener Berichte Fügetechnik Band 1/1999, Aachen
.
7.
Matsuda
,
J.
,
Utsumi
,
A.
,
Katsumura
,
M.
,
Hamasaki
,
M.
,
Nagata
,
S.
(
1988
)
TIG or MIG arc augmented laser welding of thick mild steel plate
, in
Joining and Materials
1988.
8.
Haferkamp
,
H.
,
Goede
,
M.
,
Cordini
,
P.
(
2001
)
Laser-MIG-Hybridschweißen von Tailored Tubes
, in
Stahl
(2001)
4
,
58
60
.
9.
Haferkamp
,
H.
,
Ostendorf
,
A.
,
Goede
,
M.
,
Cordini
,
P.
(
2001
)
Nd:YAG-Laser-MIG-Hybrid-schweißen von verzinktem Stahlfeinblech und von Magnesiumwerkstoffen
, in
LaserOpto
33 (2001)
1
,
61
63
.
10.
Böhm
,
M
(
2003
)
Laser-Hybrid-Schweißen auf Erfolgskurs
, in
SMM Schweizer Maschinenmarkt Band 104 (2003) Heft
16
,
53
54
.
11.
Trommer
,
G
(
2004
)
Hochleistungs-Schweiß-verfahren
.
Lichtbogen-MSG-Schweißen bietet viel-fältige Möglichkeiten, in Stahl (2004) Heft
1
,
42
45
.
12.
N.N.
(
2002
)
Hybridschweißen weiter verbessert. Neuer Hybridschweißkopf vermindert Richtungs-abhängigkeit, steigert Schweißgeschwindigkeit und verbessert Zugänglichkeit
, in
Blech (2002) Heft 4
,
56
58
.
13.
Simler
,
H.
,
Krink
,
V.
,
Laurisch
,
F.
(
2004
)
Erweitertes Anwendungspotential für das Plasmafein-strahlschneiden (Teil1)
, in:
Der Praktiker 9/2004
,
260
265
.
14.
Petring
,
D
(
2002
)
Innovative Entwicklungen im Bereich des Laserstrahlschneiden und -schweißen – ein Überblick, in AKL 2002
,
Aachener Kolloquium für Lasertechnik
,
409
413
.
15.
Höfemann
,
M.
,
Fersin
,
M.
,
Szinyur
,
J.
,
Haferkamp
,
H.
,
Cordini
,
P.
(
2001
)
Laser-GMA-Hybrid Welding of Zinc coated Steel for Hydroforming applications Proceedings
, in
WLT-Conference „Lasers in Manufacturing”
,
18.-22. Juni 2001
,
München
.
16.
Staufer
,
H.
,
Graf
,
T.
(
2004
)
LaserHybrid-schweißen und LaserLöten anhand von Praxis-beispielen aus dem Automobilbau
, in
AKL 2004, 5. Aachener Kolloquium für Lasertechnik, Tagungsband (2004)
,
109
120
.
17.
Moore
,
P.
(
2003
)
Novel method of recording cooling curves during laser & laser/arc hybrid welding
, in
JOM, International Conference on the Joining of Materials
11
(2003), Session 4.2.1-Session 4.2.8.
18.
Haferkamp
,
H.
,
Boese
,
B.
et al. (
2006
)
Economic Edge Preparation for Laser MAG Hybrid Welding of High Strength Steel
, in
Proceedings of the 2nd Pacific International Conference on Application of Lasers and Optics 2006. Report
19.
N.N.
Forschungsvorhaben
Innovativer Leichtbau durch energiereduziertes Fügen mit Lasersystemen neuester Generation (Leichter)“
. Teilvorhaben Aker Warnow Werft: "Leichtmetallstrukturen im Schiffbau". Schlussbericht FKZ BMBF 13 N 7455/1.
20.
Brenner
,
B.
(
2006
)
Laserstrahlschweißen für den Leichtbau. Ergebnisbericht zum Verbundvorhaben „Funktionsoptimierte laserhybridgeschweißte Leichtbaustrukturen als Kernelemente zur Realisierung ganzheitlicher Leichtbaukonzepte
”,
Stuttgart
.
21.
Cui
,
H.
(
1991
)
Untersuchung der Wechsel-wirkungen zwischen Schweisslichtbogen und fokussiertem Laserstrahl und der Anwendungsmöglichkeiten kombinierter Laser-Lichtbogentechnik
,
Dissertation
,
TU Braunschweig
.
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