Der schnell wachsende Elektromobilitätsmarkt erfordert präzise geschweißte Funktionskomponenten. Zusammen mit Präzisionssensorsystemen wie dem OCT, leistet das Laserschweißen einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung von Fahrzeugen, die mit elektrischen Batterien betrieben werden - das Zusammenfügen von Bauteilen für Karosserie-Leichtbaukonstruktionen, bei denen eine präzise Nahtverfolgung erforderlich ist, oder von Bauteilen für die Motoren und Batterien. Das Schweißen von Hairpins beim Elektroantrieb ist eins davon.

Kupferdrähte (Hairpins) für Statoren mit elektrischem Antrieb müssen sehr schnell und ohne Poren und Spritzer geschweißt werden, um einen guten elektrischen Kontakt zu gewährleisten. OCT kann zur schnellen quantitativen Qualitätsbewertung der Schweißnaht erfolgreich implementiert werden. Um ein Risiko zu vermeiden, wird die Qualität der Schweißperlen an jedem Hairpinspaar online mit Hilfe eines OCT Messstrahls bewertet, der die Oberfläche der opaken Schweißperle abtastet. Um die Zykluszeit zu beschleunigen, werden innerhalb von jeweils ca. 10 ms Abtastungen entlang der Kontur durchgeführt. Quer- oder Längsmessungen sind möglich. Höhe, Form und Opazität der Schweißperle, die mit OCT in Kombination mit einer vorherigen Höhenmessung erhalten wurden, geben Aufschluss über die Schweißqualität. Ein solcher numerischer Echtzeit-Qualitätsbewertung kann mit kamerabasierten Qualitätskontrollsystemen nicht erzielt werden.

Hairpins-Qualitätsprüfung mit drei OCT Scans: obere Reihe - nahezu identische OCT Oberflächenprofile auf derselben Schweißnaht weisen auf eine gute Schweißqualität hin; untere Reihe - unterschiedliche Formen der OCT Oberflächenprofile an derselben Schweißnaht weisen auf eine schlechte Schweißqualität hin.

 

Der Höhenunterschied des Hairpinspaares vor und nach dem Schweißen gibt einen Einblick in das Volumen der Metallschmelze. Dies, zusammen mit den anderen gemessenen Oberflächenprofilparametern der Schweißperle, sind entscheidende Faktoren für die Schweißqualität der Hairpins. Die Schweißqualität ist entscheidend für eine ordnungsgemäße elektrische Effizienz und mechanische Festigkeit.

Bei der Qualitätssicherung beim Schweißen von Bauteilen der Elektro-Luftfahrzeuge muss eine kontinuierliche und sehr genaue Überwachung des Fertigungsprozesses gewährleistet werden. OCT kann einen vollständig kontrollierten und autonomen Betrieb des Bearbeitungslasers gewährleisten.

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