Ergebnis SCHWEISSEN HOCHMANGAN- HALTIGER STÄHLE … · Grund hierfür ist die Aufmischung mit...
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116 116 Jahresbericht 2015 Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, www.ilt.fraunhofer.de DQS zertifiziert nach DIN EN ISO 9001, Reg.-Nr.: DE-69572-01 Änderungen bei Spezifikationen und anderen technischen Angaben bleiben vorbehalten. 03/2016. 1 Stumpfstoß 1.4678/1.4301. 2 Stumpfstoß 1.4678/1.4034. 3 Überlappstoß 1.4678/1.4301. 4 Überlappstoß 1.4678/1.4034. Aufgabenstellung Hochmanganhaltige austenitische Stähle zeichnen sich durch eine hohe Plastizität und Festigkeitssteigerung beim Kaltum- formen aus. Diese macht sie zu idealen Kandidaten für den Leichtbau. Trotz hoher Kohlenstoffgehalte erweisen sich diese Stähle als schweißgeeignet, wobei auch die Schweißnähte einen hohen Umformgrad aufweisen. Die Kombination mit anderen Standardwerkstoffen und ultrahochfesten Güten ist aus schweißtechnischer Sicht zu untersuchen. Vorgehensweise Die Schweißeignung artungleicher Verbindungen mit 1.4678, kaltverformt auf 1100 MPa (H1100), auf der einen und 1.4301 (X6CrNi18-10) beziehungsweise gehärteter 1.4034 (X46Cr13) auf der anderen Seite ist zu untersuchen. Im Rahmen der Untersuchung wird die Wirkung des autogenen Laserstrahl- schweißens ohne Vor- und Nachwärmen auf Nahtgeometrie, Mischungsverhalten und Härte geprüft. Ergebnis Der kaltverformte Manganstahl verliert seine Festigkeit im Gussgefüge der Schweißnaht. In Verbindung mit dem meta- stabilen 1.4301 kann ein weicher Übergang der Festigkeiten im Stumpfstoß realisiert werden. Im Überlappstoß bleibt die Festigkeit in der Anbindungszone erhalten, da infolge der Durchmischung partiell Martensit gebildet wird. In der Verbin- dung mit dem gehärteten 1.4034 tritt ein drastischer Verlust an Härte auf. Grund hierfür ist die Aufmischung mit Mangan, wodurch die Bildung weichen Austenits begünstigt wird. Die grundlegenden Untersuchungen zeigen, dass ein Schweißen der oben angegebenen Kombinationen im Feinblechbereich möglich ist. Ob und wie weit sich die Festigkeiten durch Wärmebehandlung oder Belastung wieder herstellen lassen, ist im Fortgang der Arbeiten zu prüfen. Anwendungsfelder Anwendungen finden sich dort, wo bei vorwiegend statischer Belastung die Vorteile der Kombination aus hoher Dehnfähig- keit und hoher Festigkeit genutzt werden sollen. So können Hohlkammerplatten aus Stahl mit verbesserter Dämpfung konstruiert werden. Aufgrund der schmalen Schweißnähte sind weitere konstruktive Möglichkeiten gegeben, deren Potenzial noch auszuloten ist. Ansprechpartner Dipl.-Ing. Martin Dahmen Telefon +49 241 8906-307 [email protected] Dr. Dirk Petring Telefon +49 241 8906-210 [email protected] SCHWEISSEN HOCHMANGAN- HALTIGER STÄHLE IN ART- UNGLEICHEN VERBINDUNGEN 1 2 3 4
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DQS zertifiziert nach DIN EN ISO 9001, Reg.-Nr.: DE-69572-01
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, www.ilt.fraunhofer.de
DQS zertifiziert nach DIN EN ISO 9001, Reg.-Nr.: DE-69572-01
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1 Stumpfstoß 1.4678/1.4301.
2 Stumpfstoß 1.4678/1.4034.
3 Überlappstoß 1.4678/1.4301.
4 Überlappstoß 1.4678/1.4034.
Aufgabenstellung
Hochmanganhaltige austenitische Stähle zeichnen sich durch
eine hohe Plastizität und Festigkeitssteigerung beim Kaltum-
formen aus. Diese macht sie zu idealen Kandidaten für den
Leichtbau. Trotz hoher Kohlenstoffgehalte erweisen sich diese
Stähle als schweißgeeignet, wobei auch die Schweißnähte
einen hohen Umformgrad aufweisen. Die Kombination mit
anderen Standardwerkstoffen und ultrahochfesten Güten
ist aus schweißtechnischer Sicht zu untersuchen.
Vorgehensweise
Die Schweißeignung artungleicher Verbindungen mit 1.4678,
kaltverformt auf 1100 MPa (H1100), auf der einen und 1.4301
(X6CrNi18-10) beziehungsweise gehärteter 1.4034 (X46Cr13)
auf der anderen Seite ist zu untersuchen. Im Rahmen der
Untersuchung wird die Wirkung des autogenen Laserstrahl-
schweißens ohne Vor- und Nachwärmen auf Nahtgeometrie,
Mischungsverhalten und Härte geprüft.
Ergebnis
Der kaltverformte Manganstahl verliert seine Festigkeit im
Gussgefüge der Schweißnaht. In Verbindung mit dem meta-
stabilen 1.4301 kann ein weicher Übergang der Festigkeiten
im Stumpfstoß realisiert werden. Im Überlappstoß bleibt die
Festigkeit in der Anbindungszone erhalten, da infolge der
Durchmischung partiell Martensit gebildet wird. In der Verbin-
dung mit dem gehärteten 1.4034 tritt ein drastischer Verlust
an Härte auf. Grund hierfür ist die Aufmischung mit Mangan,
wodurch die Bildung weichen Austenits begünstigt wird. Die
grundlegenden Untersuchungen zeigen, dass ein Schweißen
der oben angegebenen Kombinationen im Feinblechbereich
möglich ist. Ob und wie weit sich die Festigkeiten durch
Wärmebehandlung oder Belastung wieder herstellen lassen,
ist im Fortgang der Arbeiten zu prüfen.
Anwendungsfelder
Anwendungen finden sich dort, wo bei vorwiegend statischer
Belastung die Vorteile der Kombination aus hoher Dehnfähig-
keit und hoher Festigkeit genutzt werden sollen. So können
Hohlkammerplatten aus Stahl mit verbesserter Dämpfung
konstruiert werden. Aufgrund der schmalen Schweißnähte
sind weitere konstruktive Möglichkeiten gegeben, deren
Potenzial noch auszuloten ist.
Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Martin Dahmen
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