|
5670 |
|
Thursday, September 28, 2017, Saal R 3:30 PM Moderne Schweißverfahren - Laserstrahlschweißen |
|
Laserstrahlschweißen von Aluminium-Druckgusswerkstoffen - Einfluss des Umgebungsdrucks bei unterschiedlichen Werkstoffqualitäten |
|
Fabian Teichmann* / TU-Braunschweig
Institut für Füge- und Schweißtechnik, Deutschland S. Müller / TU Braunschweig, Deutschland K. Dilger/ TU Braunschweig, Deutschland |
|
Bauteile aus Aluminium-Druckguss werden zunehmend in der schweißtechnischen Weiterverarbeitung eingesetzt. Infolgedessen steigt der Bedarf an geeigneten Schweißprozessen für verschiedenste Kombinationen aus Bauteilgeometrie und Gusswerkstoff. Eine besondere Herausforderung bei der schweißtechnischen Verarbeitung von Aluminium-Druckguss sind aus dem Gießprozess resultierende Schwankungen in der Werkstoffqualität. Eine mangelnde Gussqualität führt insbesondere im Bereich von Werkstoffinhomogenitäten oder bei einem erhöhten Gasgehalt des Werkstoffes beim Schweißen zu Porenformation und Durchschüssen. Derartige Defekte führen in den meisten Fällen entweder zu einem vorzeitigen Versagen der Verbindung, einer Beeinträchtigung der Funktion des gefügten Bauteils oder zu einem Verlust der Druckdichtigkeit und damit in letzter Konsequenz zu hohen Ausschussquoten bei geschweißten Baugruppen. Speziell das Laserstrahlschweißen führt häufig zu den beschriebenen Schweißnahtdefekten und ist daher trotz zahlreicher Vorteile für das Schweißen von Aluminium-Druckguss derzeit nicht prozesssicher einsetzbar. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen konnte jedoch gezeigt werden, dass das Laserstrahlschweißen unter reduziertem Umgebungsdruck eine Möglichkeit zur Steigerung der Schweißnahtqualität beim Schweißen von Aluminium-Druckguss darstellt. Unter der Berücksichtigung detaillierter Kenntnisse über den Gießprozess und die Eigenschaften der Gusswerkstoffe wurde mit abnehmendem Umgebungsdruck eine deutliche Abnahme der Schweißnahtporosität, eine Abnahme der Schweißspritzerbildung sowie eine Erhöhung der Einschweißtiefe an verschiedenen Aluminium-Druckgusswerkstoffen definierter Qualität beobachtet. Es wurde festgestellt, dass der Einfluss hoher Gasgehalte im Druckgusswerkstoff durch das Schweißen im Vakuum kompensiert werden konnte. Ferner wurde die Schweißnahtporosität für alle den Ergebnissen zugrunde liegenden Schweißungen mittels Computertomographie gemessen. Auf diese Weise konnten in Schweißungen, die mit Schweißgeschwindigkeiten bis zu vs = 6 m/min Porengehalte um VPore = 1 % gemessen werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen tragen dazu bei, das Anwendungsspektrum sowie Prozessgrenzen für eine schweißtechnische Verarbeitung von Aluminium-Druckguss zu erweitern. |