Für die punktgenaue Ausrichtung der Spots ist ein Modul zuständig, in dem verschiedene optische Elemente untergebracht sind, die den Laserstrahl gezielt verändern. (Bild: Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG)
Lösung für feuerverzinkte Bleche
Diese Probleme hatten offensichtlich mit der Zinkschicht auf dem Stahlblech zu tun. Durch das Feuerverzinken war sie insgesamt dicker geworden, bei größeren Schwankungen in ihrer Stärke. Außerdem zeigte sie ein anderes Reflexionsverhalten, was sich beim Lötvorgang ebenfalls negativ auswirkte. Thorge Hammer, der als Ingenieur in der Technologieplanung und -entwicklung bei Volkswagen in Wolfsburg für diesen Lötprozess zuständig ist, hatte eine Idee, wie das Problem zu lösen sei: Das Zink sollte vor dem eigentlichen Löten von den Nahtkanten entfernt werden. Dazu müsste allerdings der übliche kreisförmige Laser-Spot rechteckig werden und zudem mit einer Aussparung für die Zuführung des Lots versehen sein. So sollten der vordere Teil des Spots das Entfernen des Zinks übernehmen, während der größere Teil des Rechtecks das eigentliche Löten erledigt.
Auf der richtigen Spur
„Diese Lösung ließ sich technisch nicht verwirklichen, doch wir waren damit schon auf der richtigen Spur“, erinnert sich Dr. Markus Baumann, leitender Entwicklungsingenieur bei Laserline. „Statt einen Spot mit einer komplexen – und damit optisch sehr schwierigen – Form zu bilden, haben wir schließlich dem Haupt-Spot zwei kleinere Neben-Spots hinzugefügt.“ Sie sind beim Löten immer vor dem einige Quadratmillimeter großen Haupt-Spot auf die Randfläche der Naht gerichtet. Ihre Energie reicht aus, um die Zinkschicht in diesem Bereich zu verdampfen, den Stahl anzuschmelzen und eine leichte Oxidation zu erzeugen. So entsteht eine sogenannte Passivschicht, die ein Hochschwappen des vom nachfolgenden Haupt-Spot verflüssigten Lots verhindert. Damit entfällt auch die Nacharbeit, bei der die Lot-Spritzer vor dem Lackieren wieder entfernt werden müssen. Der quadratische Spot hat sich aber auch aus einem weiteren Grund als eine gute Lösung erwiesen: Er verteilt die Wärme gleichmäßiger auf das Lot als ein kreisförmiges Pendant, was ebenfalls zum ruhigeren Lötbad beiträgt. „Wir konnten mit dieser Technik schließlich die Probleme, die mit den feuerverzinkten Blechen entstanden waren, vollständig beseitigen.“, führt Luft weiter aus. „Inzwischen ist sie bei VW Teil der Serienproduktion, wo wir eine Lötgeschwindigkeit bis 4,5m/min erreichen.“ Weitere Automobilhersteller sollen demnächst folgen.
