Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Produktivitätssteigerung beim additiven Lichtbogenschweißen dünnwandiger Strukturen aus hochlegierten korrosionsbeständigen Werkstoffen

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer geeigneten aktiven Kühlstrategie zum additiven MSG-CMT-Schweißen mit hochlegierten korrosionsbeständigen Massivdrahtelektroden. Diese soll sowohl in den kritischen Temperaturbereichen wirken, in denen relevante Gitterumwandlungen und Sekundärphasenausscheidungen auftreten, als auch die technologischen Ansprüche des additiven Fertigens, d.h. Eignung für mehrachsige Fertigungssysteme mit beweglichem Arbeitstisch und mittlere komplexe Bauteilstrukturen, berücksichtigen. Die wirtschaftlichen Vorteile des Kühlens sind eine signifikante Reduzierung der Nebenzeiten durch eine relativ geringe Investition sowie die mögliche Erhöhung von Abschmelzleistung bzw. Aufbaurate durch Einsatz von Mehrdraht-MSG-Schweißprozessen. Die technischen Vorzüge zeigen sich in einer verbesserten Makro- und Mikrostruktur, in einer Reduzierung von Heißrissen sowie höheren mechanisch-technologischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeiten. Aufbauend auf dem Stand der Technik sind daher die Randbedingungen und Einflussfaktoren verschiedener aktiver Kühlmethoden gegenüberzustellen, eine geeignete Kühlstrategie abzuleiten und unter Beachtung der werkstofflichen Herausforderungen des jeweiligen hochlegierten korrosionsbeständigen Legierungstyps (Austenit, Duplex, Ni-Basis) zu untersuchen. Durch die deutlichen Kosteneinsparungen, die sich durch verbesserte Abkühlstrategien und/oder aus einem geringeren Wärmeeinbringen ergeben, sobald die Investitionskosten für das Kühlgerät nach einer kalkulierbaren Zeit erwirtschaftet wurden, erschließt sich der AM-Markt auch für KMU. Zudem lassen sich die Ergebnisse des Projektes auf weitere Anwendungsbereiche des Schweißverbindens und -plattierens übertragen. Überall dort, wo Wartezeiten durch das Einhalten von Zwischenlagentemperaturen entstehen, können durch Einsatz geeigneter Kühlstrategien die Gesamtkosten gesenkt werden.