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März 2017
Hans Langrieger
Heißrisse in Aluminium-Stirnkehlnähten
Heißrisse sind die größte Herausforderung beim Remote-Laserstrahlschweißen von AlMgSi-Legierungen. Bei Stirnkehlnähten am Überlappstoß treten mikroskopische Heißrisse quer zur Schweißnahtachse in unterschiedlicher Anzahl und Ausbreitung auf. Die Entstehung dieser speziellen Heißrisse wurde unter metallurgischen und thermomechanischen Gesichtspunkten untersucht. Dabei wurde sowohl der Einfluss der Prozessparameter als auch der konstruktiven Gestaltung des Schweißstoßes betrachtet.
Eine Variation der Prozessparameter und der konstruktiven Gestaltung führte zu unterschiedlichen lokalen Verformungen während der Abkühlung. Haupteinflussgrößen waren dabei die Schweißgeschwindigkeit und die Laserstrahlleistung. Es zeigte sich eine Abhängigkeit der Heißrissanfälligkeit von der Dehnrate, während die Dehnung nicht mit der Heißrissanfälligkeit korrelierte. Anhand von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen wurde gezeigt, dass die Schmelzbadform eine untergeordnete Rolle bei der Entstehung von Querrissen spielt.
Des Weiteren wurde untersucht, inwieweit mikroskopische Querrisse die Tragfähigkeit der Schweißnaht beeinträchtigen. Gegenüber heißrissfreien Schweißnähten, die mittels Zusatzwerkstoff gefügt wurden, nimmt die Festigkeit um ca. 50% ab.
Eine Variation der Prozessparameter und der konstruktiven Gestaltung führte zu unterschiedlichen lokalen Verformungen während der Abkühlung. Haupteinflussgrößen waren dabei die Schweißgeschwindigkeit und die Laserstrahlleistung. Es zeigte sich eine Abhängigkeit der Heißrissanfälligkeit von der Dehnrate, während die Dehnung nicht mit der Heißrissanfälligkeit korrelierte. Anhand von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen wurde gezeigt, dass die Schmelzbadform eine untergeordnete Rolle bei der Entstehung von Querrissen spielt.
Des Weiteren wurde untersucht, inwieweit mikroskopische Querrisse die Tragfähigkeit der Schweißnaht beeinträchtigen. Gegenüber heißrissfreien Schweißnähten, die mittels Zusatzwerkstoff gefügt wurden, nimmt die Festigkeit um ca. 50% ab.
Schlagwörter: Heißrisse; Aluminium; Laser; Stirnkehlnaht
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52353 Düren
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