Stahl-Aluminium-Überlappverbindungen mit hohen Festigkeiten durch das Laserstrahlschweißen mit der spektroskopischen Einschweißtiefenkontrolle
DVS Congress
17.-18. September
Düsseldorf
2012
Type: Konferenzbeitrag
Abstract
Ein hohes Interesse besteht heutzutage an der Herstellung von Hybridverbindungen aus Stahl und Aluminium und der Charakterisierung der entstehenden intermetallischen Phasen der Elemente, welche in erster Linie für das Versagen der Verbindungen verantwortlich sind. Unter Verwendung des Laserstrahlschweißens von Stahl und Aluminium ohne den Einsatz von Zusatzmitteln, jedoch mit spektroskopischer Einschweißtiefenkontrolle, können gesteigerte Zugfestigkeiten erzielt werden. Grundlegend hierfür sind die Kontrolle der Schmelzbadzusammensetzung sowie eine optimierte Kraftführung durch angepasste Nahtformen. Mit einem eigens für die durchgeführten Untersuchungen konstruierten Laserbearbeitungskopf soll eine kontrollierte und regelbare Einschweißtiefe in das im Überlappstoß unterhalb des Stahlblechs liegende Aluminiumblech ermöglicht werden, wodurch der Bildung von intermetallischen Phasen weitgehend entgegengewirkt wird. Die Regelung wird über einen Algorithmus erfolgen, der die Spektrometersignale als Regelgrößen verarbeitet und somit die Laserleistung regelt. Die Ergebnisse zu lasergeschweißten Überlappverbindungen der Werkstoffe H340LA und EN-AW6016 zeigen, dass bei geringerer Einschweißtiefe in den Aluminiumwerkstoff höhere Kräfte übertragen werden können. Bei einer Verdoppelung der Zahl der linearen Nähte im Überlappbereich kann die maximale Bruchkraft um weitere 60 \% gesteigert werden.