Heißrissvermeidung beim Schweißen von Aluminiumlegierungen mit einem Scheibenlaser

Der Einsatz moderner Scheibenlaser mit hoher Strahlqualität ermöglicht die Herstellung deutlich tieferer und schlankerer Nähte. Bei der Erstarrung ergibt sich im Schweißgut üblicherweise eine grobe und stängelige Kornstruktur, was zur Heißrissbildung in Aluminiumschweißnähten führen kann. Ziel der Arbeit ist es daher, die Schweißeignung beim Laserstrahlschweißen von Aluminiumlegierungen durch Kornfeinung zu erhöhen. Dazu wurde die Kornstruktur experimentell in Abhängigkeit der Ti/B-Gehalte im Schweißgut und Schweißparameter untersucht. Darauf basierend wurde der Einfluss der Kornfeinung auf die Heißrissanfälligkeit mittels des DELTA-Tests ermittelt. Um die Mechanismen der Heißrissvermeidung durch Kornfeinung zu verstehen, wurde ein analytisches Modell entwickelt, in dem die Einflüsse der Kornstruktur auf die drei Elementarprozesse: die Nachspeisungsdauer, den Kapillardruck und die Permeabilität beschrieben sind. Es wurde festgestellt, dass die Heißrissanfälligkeit durch eine Kombination dieser drei Elementarprozesse bestimmt wird. Mit diesem Modell kann die Heißrissanfälligkeit in Abhängigkeit der Kornstruktur quantitativ vorhergesagt werden. Dadurch wurde die Wissensbasis für eine kontrollierbare Erhöhung der Schweißeignung durch Kornfeinung geschaffen.