R. Lahdo
A. Springer
S. Kaierle
L. Overmeyer
B. Möller
R. Wagener
T. Melz

Festigkeitsbetrachtung von dickwandigen Stahl-Aluminium-Laserstrahlschweißnähten

Proc. Schweißen in der maritimen Technik und im Ingenieurbau
2017
Type: Zeitschriftenaufsatz (non-reviewed)
Abstract
Mit dem Ziel der Herstellung dickwandiger Stahl-Aluminium-Halbzeuge für die maritime Anwendung wird die Umsetzbarkeit eines Laserstrahlschweißprozesses zum Fügen von Stahl-Aluminium-Adapterstücken unter Einsatz eines Hochleistungslasers demonstriert. Am Beispiel einer Überlappverbindung aus Stahl (S355, t~=~5~mm) und einer Aluminiumknetlegierung (EN AW-6082, t~= 8~mm) wird die generelle Machbarkeit aufgezeigt. Bislang wird eine derartige Werkstoffkombination aufgrund der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften und der Bildung intermetallischer Phasen als nicht schweißbar deklariert. Da die Schweißnahtqualität und -festigkeit in erster Linie von der Ausprägung der intermetallischen Phasen und der Nahtgeometrie abhängt, wurde im Zuge der Prozessentwicklung der Einfluss unterschiedlicher Schweißparameter untersucht. Dabei zeigen quasistatische Untersuchungen an Schweißproben mit optimierten Prozessparametern eine Festigkeitssteigerung mit Erhöhung der Anzahl parallel verlaufender Nähte bis hin zu Adapterproben mit Sechsfachnaht. Die Abhängigkeit der Verbindungsqualität von den wesentlichen Bewertungsgrößen, Einschweißtiefe und Anbindungsbreite konnte zudem anhand der zyklischen Festigkeit der Überlappverbindungen gezeigt werden. Vielversprechende Schwingfestigkeitsergebnisse an Adapterproben unterstreichen das Potential der Stahl-Aluminium-Laserschweißverbindungen für die zukünftige Anwendung im Schiffbau.