|
7822 |
|
Wednesday, September 13, 2023, Mailand 9:30 AM Moderne Fügeverfahren - Laserstrahlschweißen |
|
Laserstrahlschweißen von dünnwandigen Strukturen aus Duplexstahl mittels werkstoffspezifischen Temperaturfeldern und deren Auswirkung auf die Korrosionsbeständigkeit |
|
Simon Jahn / Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung, Germany Martin Schmitz* / ifw Jena, D Mazen Azizi/ Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH, D Susanne Friedrich/ Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH, D |
|
Die Substitution von austenitischen Stählen durch Duplexstähle nimmt weltweit stetig zu. Der stetig wachsende Markt verlangt jedoch nach einem zuverlässigen und nicht zuletzt wirtschaftlichen Fügeverfahren. Zudem ist in den letzten Jahren eine steigende und zum Teil unstete Entwicklung der Rohstoffpreise zu beobachten, insbesondere für das Legierungselement Nickel. Dieses ist in den gängigen austenitischen Güten (1.4301, 1.4404, ...) im Vergleich zu Duplexstählen in höheren Mengen zulegiert. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, sind relativ stabile und damit kalkulierbare Kosten für Rohstoffe unabdingbar. Nichtrostende Duplexstähle zeichnen sich durch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in Verbindung mit sehr guten Festigkeitswerten aus. Um die bestmöglichen Werkstoffeigenschaften zu erreichen, wird in der Regel ein ausgewogenes Phasenverhältnis von Ferrit zu Austenit angestrebt. Beim Schweißen verändert sich das Gefüge im Schweißgut und in der Wärmeeinflusszone. Beim Laserschweißen von dünnwandigen Bauteilstrukturen aus Duplexstählen bildet sich ein massiv unausgewogenes Phasenverhältnis im Schweißgut aus. Maßgeblich führt dies zu einer Absenkung der Korrosionsbeständigkeit im Bereich der Schweißnaht. Aktuell zögern Anwender, das Laserschweißen für dünnwandige Strukturen einzusetzen bzw. einzuführen. Hintergrund ist der technische und finanzielle Aufwand, das Gefüge durch Lösungsglühen und/oder den Einsatz von Zusatzwerkstoffen zu verbessern. Im Zuge des abgeschlossenen IGF-Vorhabens „Korrosionsmechanismen beim Laserschweißen von Duplexstählen“ konnte durch einen neuartigen Ansatz nachgewiesen werden, dass Lösungsglühen und/oder der Einsatz von Zusatzwerkstoff nicht mehr zwingend erforderlich ist. Der Beitrag zeigt das Potenzial auf, welches die Erzeugung von werkstoffspezifischen Temperaturfeldern, beim Schweißen hat. Durch diesen Ansatz war eine Steigerung des Austenitanteils im Schweißgut von ?1 % auf bis zu ?35 % möglich. Mit Hilfe einer neuentwickelten mikroelektrochemischen Messzelle erfolgte eine zerstörungsfreie Bestimmung der Korrosionsbeständigkeit ausschließlich auf der Schweißnaht. Die Ergebnisse belegen, dass durch die Verwendung der werkstoffspezifischen Temperaturfelder das Durchbruchspotenzial von 700 mV gg. SSE auf 1050 mV gg. SSE anstieg. |