Ausgangssituation

Um einen Schweißprozess an chemisch und metallurgisch schwer schweißbaren Werkstoffen oder Werkstoffkombinationen durchführen zu können, bedarf es einer in-situ Kontrolle der Legierungselemente. Schwer schweißbar bedeutet dabei, dass der Schweißprozess lediglich in einem sehr begrenzten Parameterfenster hochwertige Schweißnähte fertigen kann. Schon kleinste Unregelmäßigkeiten in der Schmelz- und damit Nahtzusammensetzung haben Folgen auf die Qualität der Schweißnaht. Das Risiko eines frühzeitigen Versagens aufgrund der chemischen und metallurgischen Nahtzusammensatzung ist zu vermeiden.

Ziel des Projektes

Ziel dabei ist die Umsetzung einer Elementanalyse, um innovative und aus schweißtechnischer Sicht anspruchsvolle Werkstoffe einsetzen zu können. So können neben sichereren Schweißnähten auch fortschrittliche Merkmale und Funktionen an Produkten realisiert werden.

Vorgehensweise

• Analyse der Schweißbarkeit des Werkstoffes
• Untersuchung der Prozessstrahlung
• Auslegung einer Einheit zur Elementanalyse
• Aufstellung einer Kalibriermethodik
• Ermittlung der Stabilität und Wiederholbarkeit
• Optimierung der Sensitivität

Ergebnisse:

Am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) wurde deshalb eine In-situ-Legierungsbestimmung zur Kontrolle der Legierungselemente beim Schweißen mit Halbleiter- bzw. Festköperlasern aufgebaut. So wird es zum Beispiel möglich bestimmte Aluminiumlegierungen prozesssicher frei von Heißrissen zu verschweißen und diese somit für die Herstellung von Leichtbau-Tragwerkstrukturen einzusetzen.