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Tuesday, September 15, 2020, Virtueller Raum 2 12:30 PM Werkstattpraktiker |
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Verbindungsschweißen von Gussteilen aus Kobalt-Hartlegierungen mit Schmiedeteilen oder Blechen aus Stahl für Anwendungen im Korrosions- und Verschleißschutz |
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Daniel Mittelstedt* / Deloro Wear Solutions GmbH, Deutschland Ulf Jasnau / Deloro Wear Solutions, Deutschland Jörn Stermsek/ Deloro Wear Solutions, Deutschland |
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Bauteile aus Hartlegierungen auf Kobaltbasis (Markenname: StelliteTM*) eignen sich aufgrund der spezifischen Legierungseigenschaften sehr gut für den Einsatz in Bereichen mit korrosiven und abrasiven Beanspruchungen, vor allem auch bei höheren Temperaturen. Solche Beanspruchungen treten in Industriesektoren wie beispielsweise der fossilen und nuklearen Energieerzeugung und der Gewinnung sowie Verarbeitung von Öl und Gas auf. Die kostenintensiven Kobaltlegierungen werden oft nur in speziellen Bereichen einer Konstruktion benötigt. Dem entsprechen die Konstrukteure entweder mit dem Einsatz von Beschichtungen (z.B. Auftragschweißen) in beanspruchten Bereichen oder mit dem Einsatz gegossener Bauteile, die dann mit den anderen Teilen der jeweiligen Konstruktion durch Schweißen zu verbinden sind. Für die fehlerfreie Erstellung einer solchen Mischverbindung zwischen Kobalt-Hartlegierungen und Stahl sind Kenntnisse und Erfahrungen im Umgang mit den jeweiligen Werkstoffen notwendig. Vordergründiges Ziel beim Verbindungsschweißen der genannten Fügepartner ist die Vermeidung von Rissen in der gesamten Fügezone, vor allem im Schweißgut und im Gussteil aus der funktionellen Kobalt-Hartlegierung. Oftmals wird vor dem eigentlichen Verbindungsschweißen eine Pufferung auf einen der Fügepartner mittels mechanisiertem oder manuellem Auftragschweißen aufgebracht, um die Verbindungsschweißung von einer artfremden in eine artähnliche Schweißung zu überführen. Dabei sind weiterhin die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Fügepartner zu beachten. Neben dem Aufbringen von Pufferungen stellt das gezielte Einstellen von Eigenspannungszuständen in den Fügepartnern ein probates Mittel zur Rissvermeidung dar. Dazu werden mittels Pressverbindungen (Dehnpressverband oder Schrumpfpressverband) zwischen den Fügepartnern Druckspannungen im Fügebereich erzeugt, die den sich beim Schweißen entstehenden Zugspannungen entgegenwirken. Anhand von Beispielen aus der Praxis werden beide Methoden zur Rissvermeidung beim Verbindungsschweißen von Kobalt-Hartlegierungen und Stahl (Puffern und Erzeugen von Druckspannungen) erläutert. Die begleitenden zerstörungsfreien und zerstörenden Untersuchungen und die Vorgehensweise für die Qualifizierung der jeweiligen Verbindungsschweißung werden ebenso aufgezeigt. *StelliteTM ist ein Markenname der Kennametal Inc., USA. |