|
5580 |
|
Tuesday, September 26, 2017, Saal M 9:30 AM Offshore |
|
Verbessern der Wirtschaftlichkeit des Unterpulverschweißens durch Plasmaunterstützung |
|
Lukas Oster* / RWTH Aachen University, Germany Uwe Reisgen / Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF) der RWTH Aachen, Deutschland Konrad Willms/ Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF) der RWTH Aachen, Deutschland Erick Gonzalez Olivares/ Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF) der RWTH Aachen, Deutschland Andreas Bettge/ Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF) der RWTH Aachen, Deutschland |
|
Das Unterpulverschweißen hat sich seit vielen Jahren als kostengünstiges und leistungsstarkes Schweißverfahren im Bereich der Dickblechanwendungen etabliert. Da jedoch der Kostendruck in allen Fertigungsbereichen, besonders aber im Bereich des Schiffsbaus und der Rohrsegmentfertigung stetig zunimmt, wächst das Interesse an leistungsstärkeren Schweißverfahren zur weiteren Reduzierung Fertigungskosten. Neben neuen Technologien wie dem Laser-UP-Hybridschweißen und Elektronenstrahlschweißen an Atmosphäre, stellt das Unterpulverschweißen mit Plasmaunterstützung, welches derzeit am ISF untersucht und weiterentwickelt wird, einen vielversprechenden Verfahrensansatz zur Leistungssteigerung dar. Hierbei wird dem UP-Prozess ein Plasmaprozess in Stichloch- oder Soft-Plasma-Technik vorgeschaltet. Neben den Vorteilen eines erhöhten Einbrandes und reduzierten Schweißzeiten, ergibt sich hierbei die Möglichkeit, Einseitenschweißungen mit vollständiger Wurzelerfassung durchzuführen, ohne auf herkömmliche Schmelzbadabstützungen wie keramischen Badsicherungen angewiesen zu sein. Zusätzlich ist der Umrüstungsaufwand bestehender UP-Schweißanlagen auf das kombinierte Verfahren verglichen mit der Umstellung auf andere Hochleistungsfügeverfahren, sehr gering. Hierdurch wird dieser neuartige Verfahrensansatz besonders für kleine und mittelständige Unternehmen interessant. Die am ISF durchgeführten Optimierungen des Plasmaprozesses ermöglichen eine serielle Kopplung von Plasma-Stichloch- und UP-Prozess, ohne dass eine Verringerung der Schweißgeschwindigkeit des UP-Prozesses erforderlich ist. Durch eine gezielte Einstellung der Brennerausrichtungen zueinander und Einstellung der Polarität des UP-Prozesses, lassen sich zusätzliche Synergieeffekte hinsichtlich Einbrandtiefe und Prozessstabilität erzielen. Damit ist es erstmals möglich, Blechdicken von 15 mm und höher einseitig in einem Durchgang und ohne Wurzelschutz im kombinierten Plasma-Stichloch-UP-Verfahren mit Geschwindigkeiten von 50 cm/min und höher zu schweißen. Mit Lage-Gegenlage-Schweißungen lassen sich hierbei Blechdicken von 25 mm in zwei Durchgängen schweißen. Zukünftige Forschungen konzentrieren sich auf die Untersuchung der Robustheit des Verfahrens gegen Störeinflüsse sowie weitere Performancesteigerungen, um anschließend ein Benchmark zwischen etablierten Verfahren und dem kombinierten Plasma-UP-Verfahren durchführen zu können. |