Induktionsunterstütztes MSG-Laser-Hybridschweißen zur Modifizierung der mechanisch-technologischen Eigenschaften von hochfesten Feinkornbaustählen im Dickblechbereich
DVS Congress
15.-16. September
Berlin
2014
Type: Konferenzbeitrag
Abstract
Im Schiff-, Pipeline-, Mobilkran- sowie Betonpumpenbau kommen höher- und hochfeste Feinkornbaustähle auf-grund ihrer Vorteile bezüglich der höheren Tragfähigkeiten, der Zähigkeit sowie der Schweißeignung zunehmend zum Einsatz. Auch für den schweren Stahlbau im Bereich des Windenergieanlagenbaus stellen diese Stähle eine Alternative dar, um das Eigengewicht der Konstruktionen zu reduzieren und damit Material einzusparen. Auch im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit können die guten Schweißeigenschaften der Feinkornbaustähle hier zu einer Op-timierung der komplexen Schweißaufgaben beitragen. Konstruktionen mit Blechdicken größer 10 mm werden in der Regel mittels aufwendiger, mehrlagiger Lichtbogenschweißverfahren mit einer relativ geringen Vorschub-geschwindigkeit gefügt, wodurch hohe Fertigungszeiten unumgänglich sind. Das MSG-Laser-Hybridschweißen stellt für die Reduzierung der Fertigungszeit eine potentielle Möglichkeit dar, welche die Vorteile der beteiligten Schweiß-verfahren in der gemeinsamen Schweißprozesszone vereint. Diese sind z.B. hohe Schweißgeschwindigkeiten, eine Stabilisierung des Lichtbogens, relativ kleine Wärmeeinflusszonen (WEZ), geringe Verzüge und eine hohe Pro-zessstabilität sowie Spaltüberbrückbarkeit.
Die Entwicklung eines einlagigen MSG-Laser-Hybridschweißprozesses mit integrierter, induktiver Vorwärmung wurde anhand der Stahlgüte S690QL mit Blechdicken von 15 und 20 mm durchgeführt. Bei beiden Konfigurationen wurde ein reproduzierbarer Schweißprozess erzielt. Dabei konnten mit Hilfe der induktiven Vorwärmung die Ab-kühlzeit und somit die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Schweißnahtverbindungen modifiziert wer-den. Dies spiegelt sich insbesondere in den Ergebnissen der Zug- und Kerbschlagbiegeversuche sowie der Här-teprüfungen wider. Weiterhin wird gezeigt, dass die Schweißgeschwindigkeit bzw. die Einschweißtiefe bei der Ver-wendung eines induktiven Vorwärmprozesses deutlich gesteigert wird.