DiNiRo: Entwicklung dickwandiger, hochbelastbarer, lasergeschweißter Sonder-profile aus Duplex- und nichtrostenden, austenitischen Stählen für den chemischen Apparate- und Anlagenbau sowie die Petrolchemie

Teilprojekt: „Verfahrens- und Prozessentwicklung zum Laserschweißen von dickwandigen, hochbelastbaren Sonderprofilen“

Die Verwendung von Profilen spielt in allen stahlverarbeitenden Industrien eine wesentliche Rolle in der Gestaltung und Herstellung von Maschinen, Anlagen, Gebäuden, Transportgeräten, Infrastrukturbauten. Hierfür stehen im Wesentlichen Standardprofile aus dem Handel zur Verfügung, die als Walzprofile oder gezogene Profile in normierten Standardabmessungen bezogen werden können. Diese normierten Standardprofile decken jedoch nur einen Blechdickenbereich der Profile bis ca. t=10…15mm ab und gerade im Bereich der nichtrostenden Stähle werden durch den Handel nur geringe Mengen auf Grund der hohen Vorhaltekosten auf Lager gelegt. Durch die Kunden angefragte Profile werden dann für große Projekte auftragsbezogen durch große Walzwerke mit entsprechenden Vorlaufzeiten gefertigt. Auf spezielle Abmessungen abseits der Norm, geringe Mengen oder bestimmte Materialarten wie z.B. Duplexstähle können die Walzwerke  nur sehr bedingt reagieren. Zwar gibt es auch Anbieter, die die gewünschte Profilgeometrie durch verschweißen von einzelnen Blechstreifen erzeugen, aber diese müssen nachträglich noch aufwendig gerichtet werden und durchlaufenen ggf. noch zusätzliche thermische Prozess zur Einstellung spezieller Gefügeausprägungen in den Schweißverbindungen.

Ziele des Teilprojekts

Um den Vorteil des geringeren Wärmeeintrags beim Laserschweißen gegenüber der konventionellen Schweißverfahren für die Fertigung von dickwandigen Profilen aus Duplex- und nichtrostenden austenitischen Stählen nutzen zu können, soll ein geeignetes Laserstrahlschweißverfahren entwickelt werden.

Als ein wirtschaftlich darstellbarer Lösungsansatz für das Laserstrahlschweißen von dickwandigen Blechen wird ein mehrlagiges Laserschweißen mit Zusatzwerkstoff betrachtet. Einen weiteren, noch effizienteren Ansatz mit besseren Möglichkeiten zur gezielten Wärmeführung stellt die Kombination des Laserstrahl-MSG-Hybridschweißens mit dem MSG-Tandemprozess dar. Dabei wird bei entsprechender Nahtvorbereitung eine Wurzellage mittels Laserstrahl- MSG-Hybridschweißen geschweißt und in unmittelbarer Nachfolge die restliche Naht mit dem Tandemprozess gefüllt.

Da der Verzug und die Wirtschaftlichkeit der Herstellung hochbelastbarer Profile aus großen Blechdicken direkt von der Nahtvorbereitung und der Anzahl der notwendigen Lagen abhängen, ist eine Minimierung der Anzahl der Lagen anzustreben, wobei eine Balance zu den Eigenschaften des Materials bei reduziertem Wärmeeintrag gefunden werden muss.

Bisherige Ergebnisse

  • thermomechanische Vorversuche erfolgreich durchgeführt
  • Vorversuche unter Berücksichtigung zusätzlicher Wärmequellen erfolgreich durchgeführt
  • erste Tests zur gezielten Beeinflussung des Bauteilwärmehaushaltes während des Fügeprozesses erfolgreich durchgeführt

Partner

Gefördert durch:

Europäischer Fond für regionale Entwicklung (EFRE) der Europäischen Union und Ministerium für Wirtschaft, Bau und Tourismus des Landes Mecklenburg-Vorpommern (FK: TBI-V-1-306-VBW-107)

Ihr Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. André Sumpf
Telefon  +49 381 660 982 25
Fax  +49 381 660 982 99
E-Mail  sumpf(at)slv-rostock.de

Laufzeit:

09/2018 - 02/2021