Zusatzwerkstoffe als Mittel gegen die Heissrissbildung beim Laserstrahlschweissen von Aluminiumwerkstoffen - Moglichkeiten, Grenzen und Perspektiven

摘要

Schweisszusatzwerkstoffe (SZW'e) sind in der Schweisstechnik nicht wegzudenken. Sie bedeuten aber auch immer Zusatzkosten. Beim Laserstrahlschweissen von Al-Werkstoffen erfullen SZWs 2 Aufgaben: Einerseits beruhigen Sie und stabilisieren sie den doch recht dynamischen Schweissprozess und helfen, ein Nahtbild zu generieren, welches hinsichtlich "innere" und "ausserer" Schweissnahtmerkmale allgemeine Produktstandards erfullen kann. Andererseits manipuliert der SZW wie schon beim Lichtbogenschweissen die Erstarrungsbedingungen und ermoglicht so in Abhangigkeit des geschweissten Grundwerkstoffs eine rissfreie Erstarrung des Schweissguts. Bedingt durch die hohe Dynamik beim Laserstrahlschweissen (z. B. hohe Schweissgeschwindigkeiten), die recht kleinen Schweissguter verbunden mit viel grosseren Abkuhlgeschwindigkeiten als beim Lichtbogenschweissen, sind Vorteile und Nachteile in der Prozessfuhrung gleichermassen gegeben. Wenn man jedoch die prozess-physikalischen Randbedingungen beachtet, dann kann man mit der Zugabe bzw. des Einsatzes des SZWs erhebliche Verbesserungen in der Verbindungsqualitat als auch der Okonomie erreichen. Gerade die hohen Abkuhlgeschwindigkeiten vergrossern aus metallurgischer Sicht das mogliche Repertoire an SZW-Legierungen. Intelligente SZW-Formen konnen die Durchmischung von Grund- und Schweisszusatzwerkstoff verbessern und wurden so mehr Sicherheit bei der Heissrissunterdruckung uber alle Phasen der Verbildungsbildung (Start-Mitte-Ende) schaffen. Speziell fur das Laserstrahlschweissen von Al-Legierungen weiter zu entwickelnde Schweisszusatzwerkstoffe mussen somit zukunftig ganzheitlich betrachtet werden, damit neben der Beherrschung der Heissrissbildung auch andere, besonders durch den Laserstrahlschweissprozess getriggerte, Merkmale und Parameter (Schweissnahtfestigkeit, Zahigkeit und Schadenstoleranz) die Anwendung im Produkt erlauben.