TY - CONF A1 - Fritzsche, André A1 - Avilov, Vjaceslav A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Hilgenberg, Kai A1 - Rethmeier, Michael T1 - High power laser beam welding of thick-walled ferromagnetic steels with electromagnetic weld pool support N2 - The paper describes an experimental investigation of high power laser beam welding with an electromagnetic weld pool support for up to 20 mm thick plates made of duplex steel (AISI 2205) and mild steel (S235JR). The results of the welding tests show a successful application of this technology at ferromagnetic metals. Irregular sagging was suppressed successfully. An ac-power of less than 2 kW at oscillation frequencies between 800 Hz and 1.7 kHz is necessary for a full compasation of the hydrostatic pressure. Thus, it was demonstrated that the electromagnetic weld pool support is not only limited to non-ferromagnetic metals like austenitic steels. For future studies with duplex steel, the use of filler material has to take into account with regard to the balance of the mixed austenitic and ferritic phases. T2 - LANE - 9 International Conference on Photonic Technologies CY - Fürth, Germany DA - 19.09.2016 KW - Laser beam welding KW - Thick-walled steel KW - Ferromagnetic steel KW - Weld pool support PY - 2016 AN - OPUS4-37772 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fritzsche, André A1 - Avilov, Vjaceslav A1 - Bachmann, Marcel A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Hilgenberg, Kai A1 - Rethmeier, Michael T1 - Laserstrahlschweißen dicker Stahlplatten mit elektromagnetischer Schmelzbadunterstützung N2 - - EM-Schmelzbadunterstützung auch auf ferromagnetische Werkstoffe übertragbar - Erfolgreiche Kompensation des hydrostatischen Drucks von bis zu 20 mm dicken Werkstücken aus Duplex- und Baustahl - Benötigte AC-Leistung ist geringer als bei austenitischem Stahl Ausweitung der Experimente: - Einsatz von Zusatzwerkstoff beim Schweißen mit Duplexstahl - Schweißen von praxisrelevanten Bauteilen - Verwendung anderer Werkstoffe (z.B. Rohrstahl X65) T2 - Assistentenseminar 2016 der Wissenschaftlichen Gesellschaft Fügetechnik e.V. im DVS CY - Hotel Bollmannsruh am Beetzsee, Brandenburg, Germany DA - 05.09.2016 KW - Laserstrahlschweißen KW - Dickblechanwendung KW - Ferromagnetischer Stahl KW - Schmelzbadunterstützung PY - 2016 AN - OPUS4-38386 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Üstündag, Ö. A1 - Fritzsche, André A1 - Avilov, V. A1 - Rethmeier, Michael T1 - High power laser beam welding of thick materials using EM melt pool control N2 - Electromagnetic weld pool support system is illustrated successfully for hybrid laser arc welding of 20 -30 mm ferromagnetic Steels Welding of thick-walled steels in flat position and reduced welding velocities is possible Gap and misalignment between welded plates can be tolerated by use of this Technology Opportunity to reduce the laser beam power because of reduced welding velocity respectively increase of weldable material thickness with a 20 kW- fibre laser Mechanical properties of welds are in correspondence with requirements of Standards. T2 - SLT 2018 10. Stuttgarter Lasertage CY - Suttgart, Germany DA - 05.06.2018 KW - Hydrostatic and arc pressure exceed the Laplace pressure PY - 2018 AN - OPUS4-45229 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fritzsche, André T1 - Influence of Welding Parameters on Electromagnetic Supported Degassing of Die-Cadted and Wrought Aluminium N2 - Laser beam welding of aluminum die casting is challenging. A large quantity of gases (in particular hydrogen) is absorbed by aluminum during the die-cast manufacturing process and is contained in the base material in solved or bound form. After re-melting by the laser, the gases are released and are present in the melt as pores. Many of these metallurgic pores remain in the weld seam as a result of the high solidification velocities. The natural (Archimedean) buoyancy is not sufficient to remove the pores from the weld pool leading to process instabilities and poor mechanical properties of the weld. Therefore, an electromagnetic (EM) system is used to apply an additional buoyancy component to the pores. The physical mechanism is based on the generation of Lorentz forces, whereby an electromagnetic pressure is introduced into the weld pool. The EM system exploits the difference in electrical conductivity between poorly conducting pores (inclusions) and the comparatively better conducting aluminum melt to increase the resulting buoyancy velocity of the pores. Within the present study, the electromagnetic supported degassing is investigated in dependence on the laser beam power, welding velocity and electromagnetic flux density. By means of a design of experiments a systematic variation of these parameters is carried out for partial penetration laser beam welding of 6 mm thick sheets of wrought aluminum alloy AlMg3 and die-cast aluminum alloy AlSi12(Fe) where the wrought alloy serves as a reference. The proportion of pores in the weld seams is determined using X-ray images, computed tomography (CT-) images and cross-section images. The results prove a significant reduction of the porosity up to 70 % for both materials as a function of the magnetic flux density T2 - 38th International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics CY - Orlando, FL, USA DA - 07.10.2019 KW - AISI D2 KW - Laser implantation KW - Surface texturing KW - TiB2 PY - 2019 AN - OPUS4-50010 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fritzsche, André A1 - Hilgenberg, Kai A1 - Teichmann, F. A1 - Pries, H. A1 - Rethmeier, Michael T1 - Electromagnetic Porosity Reduction in Laser Beam Welding of Die-Cast Aluminum Alloy N2 - The present paper investigates the electromagnetic porosity reduction in partial penetration laser beam welding of 6 mm aluminum die casting AlSi9MnMg. Applying an electromagnetic field, a significant reduction of the porosity as well as smoothing of the surface of aluminum die casting can be observed. Starting from the reference case without an electromagnetic support, the porosity was reduced by 76 %. Especially big pores can be removed from the weld pool effectively due to their beneficial volume-to-area ratio whereas very small metallurgical pores tend to remain within the weld pool even when higher magnetic flux densities are applied. T2 - Lasers in Manufacturing Conference 2017 CY - Munich, Germany DA - 26.06.2017 KW - Laser beam welding KW - Die-cast aluminum KW - Porosity reduction KW - Electromagnetic influence PY - 2017 AN - OPUS4-41245 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fritzsche, André A1 - Hilgenberg, Kai A1 - Bachmann, Marcel A1 - Rethmeier, Michael T1 - Elektromagnetische Porenreduktion beim Laserstrahlschweißen von Aluminium-Druckgusslegierungen N2 - - Erfolgreiche Porenreduktion beim Laserstrahlschweißen von Aluminium-Druckguss unter EM-Einfluss von bis zu 75 % Flächenanteil - Entfernung von großvolumiger Poren aus dem Schmelzbad - Einige kleine metallurgische Poren verbleiben im Schmelzbad aufgrund des Volumen-Flächenverhältnisses - Restporosität ist abhängig vom Ausgangsgasgehalt im Grundmaterial T2 - Assistentenseminar 2017 der Wissenschaftlichen Gesellschaft Fügetechnik e.V. im DVS CY - Rabenau bei Dresden, Sachsen, Germany DA - 06.09.2017 KW - Aluminium-Druckguss KW - Laserstrahlschweißen KW - Elektromagnetische Porenreduktion KW - Auftriebskräfte PY - 2017 AN - OPUS4-41922 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fritzsche, André A1 - Hilgenberg, Kai A1 - Bachmann, Marcel A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - Einsatz einer elektromagnetischen Schmelzbadstütze beim Laserstrahl-(Hybrid)schweißen dickwandiger Stahlbauteile N2 - - EM-Schmelzbadunterstützung auch auf ferromagnetische Werkstoffe übertragbar - Erfolgreiche Kompensation des hydrostatischen Drucks von bis zu 20 mm dicken Werkstücken aus Duplex- und Baustahl - Anwendung von EM-Schmelzbadstütze auf Laserhybridschweißen Einfluss von oszillierendem Magnetfeld auf Lichtbogen vernachlässigbar - Erfolgreiche Kompensation beim Schweißen von bis zu 20 mm dicken Baustählen mit Y-Nahtvorbereitung T2 - DVS Congress 2017 CY - Düsseldorf, Germany DA - 26.09.2017 KW - Elektromagnetische Schmelzbadunterstützung KW - Ferromagnetischer Stahl KW - Laserstrahl-(Hybrid)schweißen PY - 2017 AN - OPUS4-42311 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fritzsche, André A1 - Hilgenberg, Kai T1 - Potenziale einer elektromagnetischen Schmelzbadbeeinflussung beim Laserstrahlschweißen N2 - EM-Schmelzbadunterstützung auch auf ferromagnetische Werkstoffe übertragbar Erfolgreiche Kompensation des hydrostatischen Drucks von bis zu 20 mm dicken Werkstücken aus Duplex- und Baustahl Erfolgreiche Porenreduktion beim Laserstrahlschweißen von Aluminium-Druckguss unter EM-Einfluss von bis zu 75 % Flächenanteil Entfernung von großvolumigen Poren aus dem Schmelzbad Einige kleine metallurgische Poren verbleiben im Schmelzbad aufgrund des Volumen-Flächenverhältnisses Restporosität ist abhängig vom Ausgangsgasgehalt im Grundmaterial T2 - DVS-Fachtagung "Innovationen der Fügetechnik in Berlin und Brandenburg 2018" CY - BAM, Berlin, Germany DA - 11.10.2018 KW - Laserstrahlschweißen KW - Elektromagnetische Schmelzbadbeeinflussung KW - Aluminium-Druckgusslegierung KW - Porenreduktion KW - Schmelzbadstütze KW - Ferromagnetischer Stahl KW - Oszillierendes Magnetfeld PY - 2018 AN - OPUS4-46307 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -