Arbeitsgruppe
In der Arbeitsgruppe werden Laserstrahl- und Hybridschweißverfahren vor dem Hintergrund entwickelt und weiterentwickelt, Zusammenhänge zwischen dem Prozess, der Konstruktion und Werkstoffverhalten und zu erkennen und Strategien zur Herstellung qualitätsgerechter Schweißungen aufzeigen zu können.
In diesem Zusammenhang wird ein 20 kW Faserlaser zur Qualifizierung von Laserstrahl- und Laserstrahl-MSG-Hybridschweißverfahren mit hoher Bedeutung im Dickblechbereich bis ca. 20 mm eingesetzt. Die hier vorhandene Kompetenz stellt gegenwärtig ein Alleinstellungsmerkmal der BAM dar. Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet zielen vor allem auf Anwendungen im Pipeline-Bau oder im Schiffbau ab.
Einen Kernpunkt der Forschungsarbeiten bildet das Heißrissverhalten von Werkstoffen. Zur Untersuchung der Heißrissanfälligkeit der diversen metallischen Werkstoffe bei unterschiedlichen Schweißprozessen wurde eine neue Heißrissprüfanlage (CTW-Test, Controlled Tensile Weldability Test) entwickelt. Diese kann sowohl für das Lichtbogen- als auch für das Laserstrahlschweißen eingesetzt werden. Thermomechanische Simulationen dienen zur Unterstützung der Untersuchungen.
In enger Kooperation mit der Industrie und Universitäten werden zahlreiche geförderte Forschungsarbeiten zur Weiterentwicklung von Laserstrahl- und Hybridschweißverfahren und zur damit eng verknüpften Heißrissproblematik durchgeführt.
In der Vergangenheit wurde zum Beispiel als eine Variante der Hybridschweißverfahren das Laserstrahl-Plasma-Hybridschweißen entwickelt und für die Anwendung an hochlegierten austenitischen Stählen erfolgreich erprobt.
Das Schweißverhalten der austenitischen Stähle stellt ein weiteres Kompetenzfeld der Arbeitsgruppe dar. Besondere kurzzeitmetallurgische Effekte beim Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen dieser Werkstoffe wurden ebenfalls im Rahmen von Forschungsprojekten untersucht.
Laserstrahlschweißanlage, Arbeitstation (5-Achs-Portal) eines 6kW CO2 Lasers
Laserstrahlschweißanlage, 20 kW Yb-Faserlaser mit einer 500 mm Fokussieroptik an Roboterarm
Makroschliff einer 16 mm Hybridschweißnaht: Wannenlage (links) und Fallnaht (rechts)
Mittelrippendefekt an einem laserstrahlgeschweißten X70 Stahl (links) als Makroschliff und REM-Aufnahmen der Bruchfläche einer Kerbschlagprobe (rechts) (Großbild)
Makroschliff der Laser-Plasma-Hybrid geschweißten Naht eines 1.4565 nichtrostenden Stahls (links), Heißriss in der WEZ (rechts) (Großbild)
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