Laserstrahlschweißen für den Leichtbau: Funktionsoptimierte laserhybridgeschweißte Leichtbaustrukturen als Kernelemente zur Realisierung ganzheitlicher Leichtbaukonzepte. Leichtbau. BMBF-Rahmenkonzept Forschung für die Produktion von morgen

Abstract

Mit dem Laserstrahl-MIG-Hybridschweißen können im Stahl S1100QL bei Verwendung des Schweißzusatzwerkstoffes Union X96 fehlerfreie und ausreichend hoch belastbare Schweißnähte erzeugt werden. Über sehr detaillierte Untersuchungen zum Schweißnahtgefüge, zur Schweißnahtfestigkeit sowie zur Kerbschlagzähigkeit im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 80 Grad C konnte die Schweißeignung nachgewiesen werden. In Schwingfestigkeitsprüfungen wurde gezeigt, dass die überschliffenen Laserstrahlhybrid-Schweißnähte bei einer Begrenzung von Porengehalt und -größe, die prozesstechnisch sicher erreichbar ist, die Schwingfestigkeit des Grundwerkstoffes mit einer für den industriellen Einsatz üblichen reinigungsgestrahlten Oberfläche erreichen. An einem Beispiel wird gezeigt, dass Laserstrahlhybridschweißen an höchstfesten Feinkornbaustählen in schwingend belasteten Leichtbaukonstruktionen mit vergrößerter Lebensdauer und reduziertem Gewicht möglich ist. Über ein in den Schweißprozess integriertes induktives Anlassen kann gezielt auf die Gefügeentstehung beim Schweißen höchstfester mehrphasiger Feinblechsstähle Einfluss genommen werden. Damit sind die Voraussetzungen für eine funktionsangepasste Einstellung der Verbindungseigenschaften geschaffen worden. Die Technologie ist sowohl für Stumpfstöße, Überlappstöße als auch für karosserietypische Stoßformen, wie T-Stöße oder Bördelnähte wirksam einsetzbar. Mit dem Laserstrahlschweißen mit integriertem induktiven Anlassen ist darüber hinaus eine deutlich verbesserte Umformbarkeit laserstrahlgeschweißter Halbzeuge erzielbar. Wegen der unproblematischen Integrierbarkeit der induktiven Nahtnachwärmung kann dieses Fügeverfahren z.B. in der Fertigung von Tailored Blanks oder Engineered Blanks Erfolg versprechend eingesetzt werden. Dadurch sind ein deutlich verbessertes Umformvermögen, eine Vermeidung von Komplikationen oder Materialversagen während der Umformung sowie eine erhöhte Designfreiheit für umgeformte Karosserieteile erreichbar. Die Richtigkeit dieses Ansatzes wurde durch die Integration einer stationären induktiven Nahtnachwärmung in eine industrielle Tailored Blank-Schweißanlage der Firma ThyssenKrupp Steel erbracht

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oai:fraunhofer.de:N-49859Last time updated on 11/15/2016

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