Laserstrahl‐MSG‐Hybridschweißen von Feinkornbaustählen für den Einsatz im Stahlbau

Abstract

In der industriellen Fertigung von Schiffen, Pipelines und Mobilkränen werden hochfeste Feinkornbaustähle, die durch Vorteile bezüglich Schweißeignung und mechanisch‐technologischer Eigenschaften gekennzeichnet sind, im Dickblechbereich eingesetzt. Konventionell werden Feinkornbaustähle durch mehrlagige Lichtbogenschweißverfahren mit relativ geringer Schweißgeschwindigkeit gefügt. Dabei sind sowohl der Verbrauch von Zusatzmaterial als auch die benötigte Fertigungszeit hoch. Hier stellt das Laserstrahl‐MSG‐Hybridschweißen eine potentielle Alternative dar. Dabei werden die Vorteile des MSG‐Schweißens und des Laserstrahlschweißens kombiniert bzw. die Nachteile kompensiert. Im Rahmen der vorgestellten Untersuchungen werden Laserstrahl‐MSG‐Hybridschweißprozesse zum einen mit einem integrierten induktiven Vorwärmprozess und zum anderen mit einem integrierten nachlaufenden MSG‐Prozess für Feinkornbaustähle der Güten S690QL (t = 15 mm und t = 20 mm), L485MB (t = 23 mm) und L450MB (t = 30 mm) entwickelt. Die Ergebnisse zeigen, dass mit Hilfe des Laserstrahl‐MSG‐Hybridschweißens qualitativ hochwertige Schweißverbindungen an Dickblechen mit nur einer Lage erzeugt werden können. Zudem konnte die Robustheit des Laserstrahl‐MSG‐Hybridschweißens bezüglich der überbrückbaren Spaltbreite sowie Kantenversatz demonstriert werden. Laser‐GMA hybrid welding of high‐strength fine‐grained steels using in steel construction. For industrial manufacturing of ships, pipelines or cranes, thick plates made of high‐strength fine‐grained steels are used, which are characterized by advantages with respect to weldability and mechanical properties. Steel structures made of thick plates are conventionally joined using multi‐layer arc welding procedures, but this causes long production times and requires a high consumption of filler material. A potential alternative is laser‐GMA hybrid welding technology, which combines the best advantages of laser beam welding with those of conventional gas metal arc welding. In the context of these investigations, the laser‐GMA hybrid welding with an integrated inductive preheating process, and a laser‐GMA hybrid welding process with a trailing GMA‐welding process were developed for welding high‐strength fine‐grained steels with the grades of S690QL (t = 15 mm and t = 20 mm), L485MB (t = 23 mm) and L450MB (t = 30 mm). The results show that it is able to generate high quality welding seams by using a single‐layer laser‐GMA hybrid welding process. Furthermore, the robustness of the laser‐GMA hybrid welding process for bridging gap widths as well as vertical edge offsets could be demonstrated.

Laserstrahl‐ und Laserhybridschweißverbindungen aus ultrahochfesten Feinkornbaustählen – Teil 1: Verfahren und Schweißnahtcharakterisierung

“…Wie bereits beschrieben, hat sich das Laserstrahl‐MSG‐Hybridschweißen in der Teleskopauslegerfertigung im Mobilkranbau für die Längsnahtschweißung der kaltumgeformten Halbschalen aus höchst‐ und ultrahochfesten Feinkornbaustählen bereits etabliert [26]. Forschungsergebnisse [27–31] liegen insbesondere zur Charakterisierung von Fügeverbindungen aus verschiedenen höchst‐ und ultrahochfesten Feinkornbaustählen sowie der Verwendung unterschiedlicher Zusatzwerkstoffe vor. Dagegen liegt der Schwerpunkt dieser Beitragsreihe, insbesondere des Folgebeitrags (Teil 2) [3], und des Schlussberichts [4] auf Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten sowie einer differenzierten Betrachtung von Zeit‐ und Kurzzeitfestigkeit.…”