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Materialien/Werkstoffe Poster: Do., 13:00–15:30 D-P391
Texturanalyse an lasergeschweißten Al5083-Al6013-Blechen
Sabine Lenser 1,2 , Heinz-Günter Brokmeier 1,2 , Volker Ventzke 2 , Stefan
Riekehr 2 , Mustafa Kocak 2
1 Institut für Werkstoffkunde und Werkstofftechnik, Technische Universität Clausthal,
Germany – 2 GKSS-Forschungszentrum, Geesthacht, Germany
Mit der Verfügbarkeit von Hochleistungslasern wird das Laserschweißen auch bei der
Herstellung von Schweißverbindungen in naturharten und ausscheidungsgehärteten Al-
Legierungen angwendet. Dieses Verfahren erlaubt hohe Schweißgeschwindigkeiten unter
Erzielung sehr schmaler Nähte und verringert auf diese Weise den Verzug [1]. Die Arbeiten
im Rahmen dieses Projekts tragen zum besseren Verständnis der Schweißabläufe
und zur Optimierung der Prozessparameter dieses Verfahrens bei. Als Untersuchungsobjekt
wurden gewalzte artähnliche Al-Bleche (AA5083H111 und AA6013T6) verwendet.
Das feinkörnigere Al5083H111 wurde mit dem grobkörnigeren Al6013T6 mittels eines
3.3 kW-Nd:YAG-Lasers in den Schweißgeschwindigkeiten 1,8 m/min und 2,6 m/min
verschweißt. Zur Charakterisierung sowohl der Ausgangsbleche als auch der Schweißnaht
wurden unter anderem Texturanalysen durchgeführt. Unter der kristallographischen
Textur eines polykristallinen Werkstoffes wird die Gesamtheit der Orientierungen
der Kristallite eines Werkstoffs bezogen auf eine definierte Probenrichtung bezeichnet.
Die Kenntnis der Textur einer Probe ist eine wichtige Voraussetzung für die Untersuchung
und Beschreibung texturmodifizierender Prozesse, wie Rekristallisation, Deformation
oder Umformprozesse [2]. Außerdem hat die vorliegende kristallographische
Textur einen Einfluss auf die Anisotropie der Materialeigenschaften (z.B. Festigkeit).
Es wurden Untersuchungen am Vier-Kreis-Texturdiffraktometer TEX-2 beim FRG-1,
GKSS-Forschungszentrum, Geesthacht bei einer Wellenlänge von 1,239 ˚A durchgeführt.
Neutronenbeugung wurde wegen der Grobkörnigkeit von Al6013 verwendet. Vollständige
Polfiguren der Reflexe (111), (200) und (220) wurden an insgesamt 5 Positionen der
geschweißten Proben für jede Schweißgeschwindigkeit gemessen. Die Texturinterpretation
erfolgte aus der Berechnung der Orientierungsverteilungsfunktion (OVF) mittels
der iterativen Reihenentwicklungsmethode. Die Legierung Al6013 besitzt als Haupttexturkomponenten
eine stärkere Würfel-Lage und eine schwächere Goss-Lage. Al5083
hat eine schwache Verformungstextur geprägt durch die typischen Texturlagen von
fcc-Metallen. Bedingt durch den Schweißprozess liegen in der Schweißnaht eine moderate
Würfeltextur und eine schwächere Fasertextur in Schweißrichtung vor.
Ergänzende Untersuchungen wurden mittels EBSD und Synchrotronstrahlen durchgeführt.
[1] Aluminium Taschenbuch3, Aluminium-Verlag Marketing & Kommunikation GmbH,
Düsseldorf, 16. Auflage (2003)
[2] H.-J. Bunge, Z. Metallkunde B70 (1979) 411