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F ügE n und S chwEiSSEn von ALuMiniuM
Abb. 8: Komponenten einer Plasma-MIG-Schweißanlage mit schematischer Darstellung
eines konzentrisch aufgebauten Brenners
eigenschaften zu beobachten. Im Vergleich
zum Grundwerkstoff werden
Zugfestigkeiten bis zu 80 Prozent
des Aluminium­Grundwerkstoffs erreicht.
Die Bruchdehnung der mit
dem Bobbin­Tool geschweißten
Proben ist viel geringer als die beim
einseitigen FSW und die des Grundwerkstoffs.
Die während dieser Untersuchungen
aufgenommenen Quer­
und Vorschubkräfte sind vergleichbar
mit den Werten der einseitigen FSW­
Technologie. Die Arbeit bestätigt den
möglichen Einsatz des GKSS­Bobbin­Tool
am tricept 805 Roboter als
Handhabungssystem. Mit der Robotik­Bobbin­Tool­Technologie
können
die Einsatzmöglichkeiten des FSW
auf viele weitere Anwendungen ausgedehnt
werden. Die Untersuchungen
Abb. 9: cold-Arc R -Überlappstoß einer Aluminium-Stahl-Verbindung
wurden im Rahmen eines Doktorandenstipendiums
durchgeführt, das
von der GKSS gefördert wird.
Plasma-Mig – auch
ein verfahren für Aluminium
Nicht unter dem Gesichtspunkt
des Werkstoffs, sondern des Brenners
und seiner Einwirkung auf den
Schweißprozess wurde das Plasma­
MIG­Schweißen (Abb. 8) behandelt,
das schon vor Jahrzehnten einen
kurzen Auftritt auf dem Markt gehabt
hatte, dann jedoch in der Versenkung
verschwand und erst vor
wenigen Jahren wieder besonders für
Aluminiumwerkstoffe, später auch
für Stähle (z. B. verzinkte Stahlwerkstoffe)
tauglich gemacht wurde.
Das „wiederentdeckte“
Plasma­
MIG­Schweißen ermöglicht
ein großes
Anwendungsfeld
für mechanisiertes
Schweißen. Aufgrund
der Entwicklungen
der letzten
Jahre von elektronischenSchweißenergiequellen
und
besonders durch
die Entwicklungen
von zuverlässigen
Schweißbrennern
ist es heute möglich,
den Fügeprozess
prozesssicher
in Fertigungslinien
zu integrieren. Die Wahl der Parameter
ist komplex – sie erfordert viel Erfahrung.
Für die Akzeptanz des Prozesses
beim Anwender ist besonders
der Schweißbrenner wichtig, der sich
durch Funktionalität, Prozess­ und
Betriebssicherheit sowie Kosteneffizienz
auszeichnen muss. Die Konstruktion
eines Plasma­MIG­Schweißbrenners
muss sehr anwendungsorientiert
erfolgen, um die Vorteile des
Prozesses herauszuarbeiten. Der Plasma­MIG­Schweißbrenner
ist in dieser
Hinsicht ein Prozessparameter.
Seit jahren ein Thema:
Al-Stahl-Mischverbindungen
Aluminium­Stahl­Mischverbindungen
bieten ein enormes Potenzial
bezüglich der geforderten Gewichtsreduzierung
etwa im Fahrzeugbau.
Gleichzeitig werden an diese Verbindungen
hohe Anforderungen hinsichtlich
Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit
gestellt. Die Herstellung
von Aluminium­Stahl­Mischverbindungen
wird durch speziell entwickelte
Lichtbogenschweißverfahren
erleichtert, die durch reduzierten
Wärmeeintrag gekennzeichnet sind.
Wesentliche Probleme beim Schweißen
sind die Bildung von intermetallischen
Phasen und das voneinander
abweichende thermomechanische
Verhalten der beiden Werkstoffe,
welches den Verzug und die Eigenspannungen
beeinflusst.
In einem Forschungsvorhaben
zum besseren Verständnis der Probleme
wurden mit den geeigneten
Schweißparametern Versuche an Al­
Stahl­Mischverbindungen im Überlappstoß
mit dem Schweißverfahren
„coldArc“ durchgeführt (Abb. 9).
Die gemessenen Temperaturen und
Schliffbilder wurden für die Bewertung
von Wärmequellenmodellen
verwendet.
Anspruchsvolle
Schweißaufgaben erfordern
besondere Schweißgasgemische
In Zeiten stetig steigender Anforderungen
an Produktivität und Qualität
geschweißter Produkte steigen auch
die Anforderungen an die Gasgemische
zum Schweißen. Gefragt sind
34 ALUMINIUM · 12/2009