FG Füge- und Schweißtechnik
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For the reliability of many welded structures like pipelines or offshore wind parks, it is necessary to ensure high mechanical properties such as strength and toughness of the entire material. In order to improve quality of weld joints, flux cored rods and wires containing different nanoparticles (ZrO2, LaB6 and Al2O3) were manufactured and welded with the TIG and MAG welding processes. Influence of these nanoparticles on the microstructure and mechanical properties of the weld joints were investigated. The acicular ferrite and improved strength of the weld metals were observed by the addition of 0.2 wt.% of iron powder with ZrO2 nanoparticles to the filling of flux cored wires.
Die lichtbogenbasierte additive Fertigung (WAAM) ist ein vielversprechendes Werkzeug, um die Ersatzteilbereitstellung von schwer verfügbaren oder aufwendig herstellbaren Einzelkomponenten in kürzester Zeit zu gewährleisten. Die Straffung innerbetrieblicher Abläufe sowie die Minimierung von Herstellungs- und Lagerkosten sind eine direkte Folge. Vor dem Einsatz im Betrieb muss sichergestellt werden, dass die Bauteile fehlerfrei additiv herstellbar sind und die mechanischen Eigenschaften den Anforderungen konventionell gefertigter Werkstücke entsprechen. Ein solcher Nachweis konnte am Beispiel eines additiv hergestellten Zwischenstücks für die Bergbauausrüstung mit einer abschließenden Charakterisierung der Werkstoffeigenschaften erfolgreich geführt werden. Das Zwischenstück mit einem Gewicht von ca. 31 kg zur Verbindung von geometrisch unterschiedlichen Profilen wurde ausgehend von einer Grundplatte aus S355-J2+N beidseitig additiv mit einem Massivdraht G3Si1 aufgebaut. Die Ermittlung geeigneter Parameter, Schweißfolgen und Zwischenlagentemperaturen erfolgte experimentell mit begleitenden metallografischen Untersuchungen. Nach erfolgreicher Fertigung wurden die mechanischen Eigenschaften des Zwischenstücks bestimmt sowie die Festigkeit und Zähigkeit mit den geforderten Werkstoffkennwerten des bisher eingesetzten konventionellen Konstruktionsmaterials verglichen.
Schweißeinrichtung (1) zum Schweißen von Werkstücken (100), umfassend eine Laserstrahlquelle (10) zur Emission eines Laserstrahls (11), eine Vorschubeinrichtung zur Realisierung einer Vorschubbewegung einer abzuschmelzenden Elektrode (70) aus Schweißzusatzwerkstoff (30) in einer Transportrichtung (21) in eine Abschmelzzone, und eine Stromkontakteinheit (60) zur Anlegung einer elektrischen Spannung an die abzuschmelzende Elektrode (70), wobei die Laserstrahlquelle (10), die Vorschubeinrichtung und die Stromkontakteinheit (60) derart relativ zueinander angeordnet und ausgebildet sind, dass die Längsachse des von der Laserstrahlquelle (10) aussendbaren Laserstrahls (11) im Wesentlichen parallel zur Transportrichtung (21) der Elektrode (70) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Elektrodenformungseinrichtung (40) aufweist, mit der ein Querschnitt der Elektrode (70) erzeugbar ist, der den von der Laserstrahlquelle (10) aussendbaren Laserstrahl (11) zumindest in einem Winkelbereich von 180° umgibt.