Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Reduzierung von mikroskaligen Nahtinhomogenitäten bei der Verarbeitung füllungslegierter Fülldrähte durch Modifikation des Abschmelzverhaltens des Fülldrahtes am Beispiel warmfester 9 % Chromstähle

Fülldrähte ermöglichen die Steigerung der Abschmelzleistung und Wirtschaftlichkeit. Zugleich können metallurgische sowie mechan.-technolog. Eigenschaften durch die Legierung des Mantels sowie der Füllung bewusst und gezielt eingestellt werden. In Folge dessen sind beanspruchungsgerechte Schweißverbindung effizient herstellbar. Dabei wird zwischen draht- und füllungslegierten Typen unterschieden. So bestehen füllungslegierte Fülldrähte aus hochlegierten Füllungen und relativ einfachen Mantelwerkstoffen. Das reduziert die Anzahl notwendiger Mantelwerkstoffe im Produkt- und Lagerportfolio und ermöglicht eine vielfältige und extrem individuelle Anpassung der Gesamtlegierungsanteile des Fülldrahtes durch die Füllung. Diese Methodik macht die Herstellung preiswerter aber vor allem technisch einfacher, da hochlegierte Mantelwerkstoffe mitunter zu sprödem Verhalten im Herstellungsprozess neigen. Jedoch bewirkt das schweißtypische Abschmelzverhalten von Fülldrähten eine vermehrte Abschmelzung des Mantelwerkstoffes. Der Füllungswerkstoff schmilzt je nach Füllungstyp vorrangig durch Wärmeleitungsvorgänge im Lichtbogen an. In Abhängigkeit der jeweiligen Schmelztemperaturen, Partikelgrößen und physikalischen Eigenschaften erfolgt die Aufschmelzung der Füllung oft unvollständig. Teilweise fallen feste bis teigige Bestandtiele in die Schmelze. Die Folge sind mikroskalige Nahtinhomogenitäten in der Schweißnaht, die sich als lokale Ungleichverteilungen der Legierungselemente auswirken. Dadurch werden die geforderten Schweißnahteigenschaften nicht immer erzielt. Innerhalb des Forschungsprojektes soll für alle Anwendungsbereiche die ungleichmäßige Abschmelzung durch die Analyse und Bewertung unterschiedlicher Drahtvorwärmkonzepte ausgeschlossen werden. Hierfür sollen sowohl eine induktive, als auch zwei unterschiedliche konduktive Vorwärmkonzepte genutzt werden. Die Ergebnisse sind auf andere Werkstoffe übertragbar und somit für die Industrie, inkl. kmU, sehr interessant.