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Tuesday, September 17, 2019, Saal 6 1:00 PM Forschung und Entwicklung |
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Untersuchung der Schweißeignung von Aluminiumdruckgusslegierungen mit dem Laserstrahlschweißen unter Atmosphäre und Niederdruck |
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Alexander Stawenow* / SLV M-V GmbH, Deutschland Rigo Peters / Slv M-V GmbH, Deutschland André Sumpf/ Slv M-V GmbH, Deutschland |
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Das Druckgießverfahren ist besonders für die Herstellung von Gussteilen aus Aluminiumlegierungen eine der bedeutendsten Technologien. Aufgrund der hohen Druckwirkung des einströmenden Metalls wird auch bei filigranen Bauteilstrukturen eine konturgenaue Formwiedergabe erzielt. Damit ist vor allem die Herstellung dünnwandiger und maßgenauer Gussstücke von komplexer Geometrie und hoher Oberflächenqualität möglich. Dem Druckgießprozess sind jedoch hinsichtlich der Herstellung von Hohlkörpern Grenzen gesetzt, da der Einsatz von verlorenen Kernen, auf Grund des hohen Fülldruckes, sowie der schnellen Formfüllung, nach heutigem Stand noch nicht möglich ist. Um die Einsatzmöglichkeiten des Verfahrens zu erweitern, sodass z.B. die Fertigung von Gehäusebauteilen aus zwei Halbschalen möglich ist, wird häufig das Schweißen angewandt. An der SLV M-V GmbH in Rostock wurde die Schweißeignung von Aluminiumdruckgussteilen aus dem Material AlSi10Mg(Fe) mittels Laserstrahlschweißen untersucht. Ziel war es, das zweiteilige Gehäuse eines Wasserheizgerätes für die Anwendung in der Automobilindustrie, bestehend aus einem Schalen- und einem Deckelelement, druckdicht zu verschweißen. Die schweißtechnische Verarbeitung von Aluminiumdruckguss mittels Lasertechnologie ist problematisch. Bedingt durch den Druckgussprozess befinden sich im Gussteil größere Gasmengen in Form von Poren und Lunkern, welche beim Eröffnen zu starker Porenneubildung in der Schweißnaht und zu Auswürfen der dünnflüssigen Schmelze führen. Ein weiteres Problem beim Laserstrahlschweißen von Aluminiumlegierungen ist das Auftreten von sogenannten Prozessporen. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumlegierungen führt zu großen Schmelzbädern im Schweißprozess. Aufgrund der starken Fluktuation der Dampfkapillare, sowie der sehr dünnflüssigen Aluminiumschmelze, wird das Auftreten von Prozessporen stark begünstigt. Zur Reduzierung der Prozessinstabilitäten wurde der Einfluss verschiedener Laserschweißparameter untersucht, wobei der Fokus verstärkt auf den Einfluss der Schweißgeschwindigkeit gesetzt wurde. Ein weiterer Schwerpunkt bildete die Betrachtung des Schweißprozesses unter reduziertem Umgebungsdruck ab. |