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Thursday, September 17, 2015, Saal Istanbul 2:00 PM Leichtbau |
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Auftragschweißung hochfester Stähle zum Leichtbau verschleißgeschützter Strukturen |
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Marvin Hecht* / Technische Universität Clausthal
Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren (ISAF), Deutschland Volker Wesling / ISAF, Technische Universität Clausthal, Deutschland Rolf Reiter/ ISAF, Technische Universität Clausthal, Deutschland Lukas Lau/ ISAF, Technische Universität Clausthal, Deutschland Frank Schreiber/ DURUM VERSCHLEISSSCHUTZ GmbH, Deutschland Ivo Kupka/ Ventilatorenfabrik Oelde GmbH, Deutschland Thomas Gandt/ Ventilatorenfabrik Oelde GmbH, Deutschland |
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Verschleißerscheinungen an Maschinen und Anlagen führen zu jährlichen Milliardenschäden. Zum effektiven Schutz verschleißbeanspruchter Strukturen werden schweißtechnische Prozesse genutzt, mit denen verfahrensbedingt fest haftende Verschleißschutzschichten erzeugt werden können. Wirtschaftliche Verschleißschutzschichten werden dabei mit drahtgebundenen Prozessen mit oder ohne zusätzlichen Gasschutz hergestellt. Als Zusatzwerkstoffe werden für diesen Anwendungsfall nickel- oder eisenbasierte Fülldrähte genutzt. Oftmals werden mechanisch hoch belastete Bauteile nicht direkt gepanzert, sondern durch schweißtechnische Beschichtungsverfahren vorgefertigte Verschleißschutzbleche hergestellt, an die Strukturen angepasst und auf den zu schützenden Strukturen schweißtechnisch oder über Verschraubungen montiert. Diese Vorgehensweise führt zu einem hohen Gewicht entsprechend geschützter Bauteile, was insbesondere bei schnelllaufenden, verschleißbeanspruchten Ventilatoren nicht vorteilhaft ist. Die direkte Panzerung hochfester Strukturen ist aber bei Verwendung konventioneller MSG-Prozesse, für die hohe Aufmischungen bis 30 %, eine hohe Energieeinbringung und ausgedehnte WEZ typisch sind, nicht sinnvoll, da die benötigten mechanischen Eigenschaften hochfester Stähle verloren gehen. Durch den Einsatz moderner geregelter Kurzlichtbogen (GKLB)-Verfahren besteht jedoch die Möglichkeit, die Energieeinbringung in den Grundwerkstoff erheblich zu senken. GKLB-Verfahren werden beispielsweise bereits zum schweißtechnischen Beschichten korrosiv belasteter Bauteile genutzt. Ein neues Anwendungsgebiet ist die Auftragschweißung hochfester Stähle mit dem Ziel, sowohl einen effektiven Verschleißschutz sicherzustellen als auch die mechanischen Eigenschaften der gepanzerten Stähle erhalten zu können. Ziel ist es, durch dieses Konzept Leichtbauziele zu unterstützen, die zu einem Kostenvorteil in einer Gesamtanlage führen. Im Rahmen dieses Beitrags wird über die Möglichkeit berichtet, hochfeste Stähle schweißtechnisch zu beschichten. Genutzt wird ein GKLB-Prozess, mit dem Stähle der Güte S960 unter unterschiedlichen Schweißprozessbedingungen gepanzert werden. Die mechanischen Eigenschaften der beschichteten Stähle werden genauso untersucht wie das Verhalten der aufgebrachten Verschleißschutzschichten. Da GKLB-Prozesse hinsichtlich der Schweißprozessbedingungen besondere Anforderungen an die zu verwendenden Fülldrähte stellen, wird die Entwicklung spezieller Fülldrähte zum schweißtechnischen Panzern vorgestellt. Anwendung findet die Gesamttechnologie aus Zusatzwerkstoff, Schweißprozess, neuen Schichteigenschaften und Substratwerkstoff bei Strukturbauteilen für schnelllaufende, verschleißbeanspruchte Ventilatoren. |