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Verbesserung von Schweißverbindungen an Titanwerkstoffen

20.11.2003 - (idw) Laser Zentrum Hannover e.V.

Im Rahmen eines neuen Projektes am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) wird untersucht, wie die mechanischen Eigenschaften von Schweißnähten an Reintitan und Titanlegierungen durch eine Steuerung des Schweißnahtgefüges und eine Minimierung der Wärmeeinflusszonenbreite zu verbessern. Ziel des Projektes ist die Erhöhung der Duktilität der Schweißnaht und der damit verbundenen Umformbarkeit unter Beibehaltung oder Erhöhung der Festigkeit.


Verfeinerung des Nahtgefüges nach mechanischer und thermischer Nachbehandlung von Schweißverbindungen an Titanwerkstoffen Im Rahmen eines neuen Projektes am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) wird untersucht, wie die mechanischen Eigenschaften von Schweißnähten an Reintitan und Titanlegierungen verbessert werden können.
Trotz der im allgemeinen guten Schweißeignung von Werkstoffen auf Titanbasis gibt es beim Fügen Problemstellungen, welche das Anwendungsspektrum dieser Werkstoffe deutlich einschränken. Eines der Kernthemen stellen die relativ schlechten mechanischen Eigenschaften der Schweißnähte dar, welche auf die ungünstigen Strukturen im Schweißgut und in der Wärmeeinflusszone zurückzuführen sind. Die dadurch stark herabgesetzte Duktilität erlaubt die Herstellung von Bauteilen mit umgeformten Schweißnähten nach dem Stand der derzeitigen Technik nicht.
Ziel des Projektes ist, die mechanischen Eigenschaften von Schweißnähten an Titanwerkstoffen durch eine Steuerung des Schweißnahtgefüges und eine Minimierung der Wärmeeinflusszonenbreite zu verbessern. Im Vordergrund steht die Erhöhung der Duktilität der Schweißnaht und der damit verbundenen Umformbarkeit unter Beibehaltung oder Erhöhung der Festigkeit.
Untersuchungen sollen zeigen, ob neben dem Einsatz des Laserstrahlschweißens eine mechanische und thermische Nahtnachbehandlung entsprechende Verbesserungen des Schweißnahtgefüges bewirken können. Aufgrund der großen Affinität des Titans gegenüber Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff müssen im Projekt eine Spannvorrichtung und ein Bearbeitungskopf entwickelt werden, die hinsichtlich einer effektiven Schutzgasatmosphäre zum Schutz der erwärmten Bereiche optimiert sind.
Die Ergebnisse des von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsgemeinschaften (AiF) geförderten Projektes können unmittelbar in die industrielle Praxis umgesetzt werden. Die in ihren mechanischen Eigenschaften verbesserten Schweißnähte erlauben den Einsatz schweißtechnisch hergestellter Bauteile aus höherfesten Titanwerkstoffen, welche bisher nur durch urformende und spanende Verfahren zu fertigen sind. Dieses kann neben einfacheren Konstruktionen und Fertigungsverfahren aufgrund der Wandstärkenreduktion unmittelbar in Gewichtseinsparungen umgesetzt werden.

Kontakt:
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Michael Botts
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Tel.: +49 511 2788-151
Fax: +49 511 2788-100
E-Mail: bt@lzh.de
http://www.lzh.de

Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.
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