08.09.2014

Laser Zentrum Hannover e.V.

Mit Laser-Hybridschweißprozess hochfeste Stähle sicher fügen

Laser-Metallschutzgas (MSG)-Hybridschweißen ist schnell, eignet sich für große Nahttiefen und kann große Spaltabstände überbrücken. Jedoch treten bei hochfesten Feinkornbaustählen im Dickblechbereich häufig Heißrisse und zu hohe Härtegradienten in der Schweißnaht auf. Wissenschaftler des Laser Zentrum Hannover e. V. (LZH) und der Leibniz Universität Hannover (LUH) haben daher in einem interdisziplinären Projekt ein Hybridschweißverfahren mit induktiver Vorwärmung entwickelt. Mit diesem können hochfeste Feinkornbaustähle bis zu einer Blechdicke von 20 mm einlagig mit hoher Schweißnahtqualität sicher gefügt werden.

Um die Güte der Schweißnaht beim Laser-MSG-Hybridschweißen zu verbessern, hat die Gruppe Fügen und Trennen von Metallen des LZH das Verfahren um eine integrierte, induktive Vorwärmung erweitert. Durch eine Induktionsspule wird direkt vor dem Schweißen gezielt Energie im Bereich der Schweißnaht eingebracht. Hiermit kann der Stahl berührungslos auf die gewünschte Vorwärmtemperatur gebracht werden. Die Härte der Schweißnaht wird geringer, die Bruchdehnung nimmt zu und Heißrisse werden vermieden. Mit dem Verfahren können Stahlbleche einlagig gefügt und so signifikant Material und Zeit gespart werden.

Entwickelt für die Praxis
Entwickelt wurde das Verfahren für hochfeste Feinkornbaustähle mit Streckgrenzen von 460 bis 690 N/mm². Anwendung finden die verwendeten Güten S700MC, X70 und S690QL im Kran-, Pumpen-, Pipeline- und Brückenbau sowie im Offshorebereich. Bei dem Prozess werden je nach Blechdicke Vorschubgeschwindigkeiten von 0,75 m/min bis 2,5 m/min erreicht.

Interdisziplinär zum Ziel
Grundlage für das Projekt war die enge Zusammenarbeit zwischen den Werkstoff- und Prozesstechnikern vom LZH und den Ingenieuren aus den Bereichen Bauwesen und Elektrotechnik der LUH. Während die Ingenieure am LZH Schweißprozesse experimentell umsetzten, simulierten das Institut für Elektroprozesstechnik und das Institut für Stahlbau (beide LUH) den Vorwärmprozess beziehungsweise den Schweißprozess und prüften die Schweißnähte.

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