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Die im Forschungsvorhaben erzielten Ergebnisse zeigen konkrete technische Lösungen für die automatisierte Anwendung des MSG Engspaltschweißen, sowohl mittels optischer als auch prozessorientierter Sensorik, und sprechen damit ein breites Spektrum möglicher Anwender, insbesondere KMU, an. Die Seitenführung des Brenners auf Basis der optischen Messgrößen stellt eine robuste und einfach zu implementierende Möglichkeit zur Nahtverfolgung dar. Für die Höhenführung über der Schweißnaht wurde neben der Lösung mittels optischer Messverfahren zusätzlich eine direkt darauf aufbauende Möglichkeit zur Implementierung eines Lichtbogensensors abgeleitet. Das Vorgehen konnte sowohl für Sprühlichtbogenprozesse als auch bei Verwendung von Impulslichtbogenprozessen erfolgreich angewendet werden. Die zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Flankeneinbrandes entwickelte Pendelregelung ist ebenfalls für unterschiedliche Lichtbogenarten einsetzbar und muss vom Anwender auch beim Einsatz einer großen Bandbreite unterschiedlicher Prozessparameter nahezu nicht konfiguriert werden. Neben der im Rahmen der Verfahrensprüfung untersuchten Pendelraupentechnik konnte die Übertragbarkeit des Vorgehens auch auf die Strichraupentechnik anhand von gezielten Schweißversuchen aufgezeigt werden. Die zunächst auf Basis der optischen Messwerte ausgelegte Füllgradregelung konnte die vorgesehenen Spaltvariationen von 18 bis 24 mm im Rahmen der durchgeführten Verfahrensprüfung ausgleichen. Die Ableitung eines äquivalenten Lichtbogensensors durch Kopplung beider Messprinzipien wurde am Laufzeitende des Vorhabens aufgezeigt, konnte jedoch durch zeitliche Beschränkung nicht für die Verfahrensprüfung berücksichtigt werden. In Absprache mit dem projektbegleitenden Ausschuss wurde die Entwicklung der Prozessregelung für das Vorhaben auf Schweißungen in Wannenlage und Grundwerkstoffe der Güte S355J2 beschränkt. Die Qualifizierung des Verfahrens unter Einsatz der beschriebenen Regelalgorithmen nach DIN EN ISO 15614-1 konnte für alle betrachteten Spaltbreiten zwischen 18 und 24 mm anhand einer 50 mm dicken Demonstratorprobe nachgewiesen werden.

Offshore wind energy plays a crucial role in achieving a carbon dioxide free industrial sector in the coming decades. However, foundation systems for offshore wind turbines significantly impact the overall installation process, posing technical and regulatory challenges. Adopting lightweight design principles in steel construction such as dissolved load bearing structures in jacket foundations offers substantial potential for reducing resource consumption, particularly steel usage. This presentation explores the complete digitalization of welding manufacturing and testing processes, enabling fully automated production and data driven quality assessment of tubular nodes, which are vital components of jacket foundations. The study also investigates the relationship between seam geometry and fatigue strength inspired by bionic design principles. The results demonstrate that tubular nodes can be welded entirely automatically, accommodating geometric tolerances, and that seam geometries ca n be precisely manufactured according to suggestions from e.g. numerical models or other sources . These advancements significantly enhance the fatigue strength and service life of offshore wind turbine support structures.

Es wird ein Versuchsstand zum automatisierten MSG-Engspaltschweißen mit integrierter Lasersensorik zur Prozessteuerung und -überwachung vorgestellt. Die Funktion einer Lichtbogensensorik zur automatischen Steuerung der mechanischen Elektrodenauslenkung wird erläutert und verschiedene Anwendungsfälle an Beispielen demonstriert. Die zusätzliche Füllgradregelung beim Mehrlagenschweißen mit veränderlichem Nahtquerschnitt auf Basis der optischen Messtechnik wird zudem vorgestellt.