Schweißen von Aluminiumwerkstoffen
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- Erwin Dominic Huber
- vor 7 Jahren
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Transkript
1 Schweißen von Aluminiumwerkstoffen Roland Latteier Roland Latteier 1
2 Wissenswertes Vergleich mit Stahl Vortragsgliederung Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Roland Latteier 2
3 Vortragsgliederung Erfahrung bei der Verarbeitung Mögliche Imperfektionen der Schweißnähte Schweißzusatzwerkstoffe Schweißhilfsstoffe Oxidhaut Vorwärmen Weitere Besonderheiten von Aluminium Bauteile Roland Latteier 3
4 Vergleich mit Stahl (gleiche Tragfähigkeit) Wissenswertes Breite ca. konstant Höhe konstant Masse [kg/m] 12,1 11,0 6,3 Roland Latteier 4
5 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Roland Latteier 5
6 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Festigkeiten Roland Latteier 6
7 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Festigkeiten Roland Latteier 7
8 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Bezeichnungen Anlieferungszustand O -> weichgeglüht H -> kaltverfestigt T -> Lösungsgeglüht/ Abgeschreckt Roland Latteier 8
9 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Bezeichnungen Werkstoff Alt AlMg4,5Mn Neu EN AW-AlMg4,5Mn0,7 EN AW-5083 Anlieferungszustand weich O,H 111 ¼ hart H 12, 22, 34 ½ hart H 14, 24, 34 ¾ hart H 16, 26, 36 Roland Latteier 9
10 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Bezeichnungen Anlieferungszustand H (kaltverfestigt) H1 nur kaltverfestigt H2 kaltverfestigt und teilgeglüht: leichter Abbau der Kaltverfestigung H3 kaltverfestigt und stabilisiert: nach der Kaltverfestigungbei niedriger Temperatur geglüht, um Kaltaushärtung zu vermeiden; i.d.r. Verbesserung der Duktilität Roland Latteier 10
11 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Bezeichnungen Werkstoff Alt AlMgSi1 EN AW-6082 Anlieferungszustand Neu EN AW- AlSi1MgMn weich O,H 111 kalt ausgehärtet T4 warm ausgehärtet T6 Roland Latteier 11
12 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Bezeichnungen Anlieferungszustand Lösungsgeglüht/ Abgeschreckt T1 abgekühlt von Warmumformprozess; kaltausgehärtet auf ausreichend stabilen Zustand T2 abgekühlt von Warmumformprozess; kaltverfestigt; kaltausgehärtet auf ausreichend stabilen Zustand T3 lösungsgeglüht; kaltverfestigt; kaltausgehärtet auf ausreichend stabilen Zustand Roland Latteier 12
13 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Bezeichnungen Anlieferungszustand Lösungsgeglüht/ Abgeschreckt T4 lösungsgeglüht; kaltausgehärtet auf ausreichend stabilen Zustand T5 abgekühlt von Warmumformprozess; warmausgehärtet T6 lösungsgeglüht; warmausgehärtet Roland Latteier 13
14 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Alte Bezeichnung Neue Bezeichnung AlMg3 F19/20/21 AlMg3 F24/25 AlMg4,5Mn W28 Al99,0 F10 AlZn4,5Mg1 F34/35 AlMgSi1 F28 AlMgSi1 F32 EN AW 5754 EN AW 5754 EN AW5083 EN AW1200 EN AW 7020 EN AW6082 EN AW6082 Roland Latteier 14
15 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Alte Bezeichnung Neue Bezeichnung Zustand AlMg3 F19/20/21 AlMg3 F24/25 AlMg4,5Mn W28 Al99,0 F10 AlZn4,5Mg1 F34/35 AlMgSi1 F28 AlMgSi1 F32 EN AW 5754 EN AW 5754 EN AW5083 EN AW1200 EN AW 7020 EN AW6082 EN AW6082 H112 H14 O/H111 H12 T6 T61 T6 Roland Latteier 15
16 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Alte Bezeichnung Neue Bezeichnung Zustand AlMg3 F19/20/21 AlMg3 F24/25 AlMg4,5Mn W28 Al99,0 F10 AlZn4,5Mg1 F34/35 AlMgSi1 F28 AlMgSi1 F32 EN AW 5754 EN AW 5754 EN AW5083 EN AW1200 EN AW 7020 EN AW6082 EN AW6082 H112 H14 O/H111 H12 T6 T61 T6 Weitere Zustände Roland Latteier 16
17 Betriebliche Anforderungen Werkstoffbezeichnungen Zustände: Streckgrenze AlMg4,5Mn0,7 EN AW-5083 (AlMg4,5Mn) Rp0,2 = 240% Bei Stahl: S235 statt S690 O/H 111 H112 H116 H12 H14 H16 H22/H32 H24/H34 H26/H MPa 125 MPa 215 MPa 250 MPa 280 MPa 300 MPa 215 MPa 250 MPa 280 MPa Roland Latteier 17
18 Erfahrung bei der Verarbeitung Mögliche Imperfektionen der Schweißnähte Gaseinschlüsse Poren Porosität Porennest Oberflächenporen Roland Latteier 18
19 Gaseinschlüsse Hauptursachen von Gaseinschlüssen? Fe Roland Latteier 19
20 Gaseinschlüsse Warum entstehen Gaseinschlüsse? Quelle: SFI Unterlagen Roland Latteier 20
21 Gaseinschlüsse zulässige Grenzen nach Norm Grenzwerte DIN EN Bewertungsgruppe Benennung D C B Gaseinschluß A<8s A<4s A<2s [mm²] Pore d<0,5s d<0,3s d<0,25s max.d 5,5mm max.d 4,5mm max.d 3,5mm [mm] 5 3 2,5 Porosität d<0,5+0,035s d<0,5+0,02s d<0,5+0,01s max.2mm max.1,5mm max.1mm [mm²] 0,85 0,7 0,6 Porennest d<0,5+0,05s d<0,5+0,035s d<0,5+0,02s max.3mm max.2mm max.1,5mm [mm²] 1 0,85 0,7 Oberflächenp. A<2t A<1t A<0,5t [mm²] d<0,5+0,035s d<0,5+0,02s d<0,5+0,01s [mm] 0,85 0,7 0,6 Roland Latteier 21
22 Gaseinschlüsse t=10mm; Länge =100mm Gruppe B A= 20mm² max. d= 2,5mm Gruppe C A= 40mm² max. d= 3,0mm Roland Latteier 22
23 Gaseinschlüsse zulässige Grenzen nach Norm Grenzwerte DIN EN Bewertungsgruppe Benennung D C B Gaseinschluß A<8s A<4s A<2s [mm²] Pore d<0,5s d<0,3s d<0,25s max.d 5,5mm max.d 4,5mm max.d 3,5mm [mm] 5 3 2,5 Porosität d<0,5+0,035s d<0,5+0,02s d<0,5+0,01s max.2mm max.1,5mm max.1mm [mm²] 0,85 0,7 0,6 Porennest d<0,5+0,05s d<0,5+0,035s d<0,5+0,02s max.3mm max.2mm max.1,5mm [mm²] 1 0,85 0,7 Oberflächenp. A<2t A<1t A<0,5t [mm²] d<0,5+0,035s d<0,5+0,02s d<0,5+0,01s [mm] 0,85 0,7 0,6 Roland Latteier 23
24 t=10mm; Länge =100mm Gruppe B A= 5mm²,max. d= 0,6mm Gruppe C A= 10mm²,max. d= 0,7mm Gruppe D A= 20mm²,max. d= 0,85mm Gaseinschlüsse Oberflächenporen Roland Latteier 24
25 Gaseinschlüsse Einfluss der Schweißposition Roland Latteier 25
26 Erfahrung bei der Verarbeitung Mögliche Imperfektionen der Schweißnähte Risse (Heißrisse) Erstarrungsrisse Anschmelzungsrisse Endkraterrisse Roland Latteier 26
27 Erstarrungsriss Risse Quelle: Eigenes Photo Roland Latteier 27
28 Anschmelzungsrisse Risse Quelle:ISF Roland Latteier 28
29 Anschmelzungsrisse Risse AlMgMn(1%Mg) AlMgMn(2,5%Mg) AlMgMn(3,5%Mg) Quelle:ISF Roland Latteier 29
30 Anschmelzungsrisse Risse AlMgMn(1%Mg) AlMgMn(2,5%Mg) AlMgMn(3,5%Mg) Roland Latteier 30
31 Anschmelzungsrisse Risse Quelle: Eigenes Photo Roland Latteier 31
32 Risse Risse Quelle: IWF Roland Latteier 32
33 Risse Risse Quelle: IWF Roland Latteier 33
34 Risse Risse Quelle: IWF Roland Latteier 34
35 Endkraterrisse Risse Quelle: Eigenes Photo Roland Latteier 35
36 Auswahl Schweißzusatzwerkstoffe Quelle: SFI Unterlagen Roland Latteier 36
37 Auswahl Schweißzusatzwerkstoffe AlMg4,5Mn0,7 AlSi1MgMn Roland Latteier 37
38 Schweißhilfsstoffe Schutzgase rein Argon Argon- Helium- Gemische Argon- Helium- Gemische mit Stickstoff oder Sauerstoff Schutzgasmenge= ødraht* [l/min] ødraht= 1,6mm 20 [l/min] Korrekturfaktoren für He-haltige Gase Ar/He 70/30 1,17 20x1,17= 23 [l/min] Ar/He 50/50 1,35 20x1,35= 27 [l/min] Ar/He 30/70 1,70 20x1,70= 34 [l/min] Roland Latteier 38
39 Schutzgase Schutzgasschläuche Schweißhilfsstoffe Roland Latteier 39
40 Impulsstromschweißen Schweißprozess MIG Quelle: Roland Latteier 40
41 Drahtvorschub Schweißprozess MIG Quelle:EWM Quelle: Roland Latteier 41
42 Drahtvorschub Schweißprozess MIG Quelle: Eigenes Photo Roland Latteier 42
43 Schweißbrenner Kontaktrohr Schweißprozess MIG Brennerlänge möglichst gering max.3m Quelle: Eigenes Photo Roland Latteier 43
44 Schweißbrenner Brennerlänge >3m?? Schweißprozess MIG Quelle: Abicor Binzel Roland Latteier 44
45 Schweißbrenner Brennerlänge >3m?? Schweißprozess MIG Quelle: Abicor Binzel Roland Latteier 45
46 Schweißbrenner Brennerlänge > 3m?? Schweißprozess MIG Quelle: Dinse Roland Latteier 46
47 Erfahrung bei der Verarbeitung Wurzelausbildung Falsch: Kante nicht gebrochen Oxide nicht vollständig von der Stirnfläche ausgeschwemmt =>Wurzelkerbe Richtig: Kante gebrochen Oxide vollständig von der Stirnfläche ausgeschwemmt =>guter Wurzeldurchhang Quelle: DVS Richtline Roland Latteier 47
48 Erfahrung bei der Verarbeitung Oxidhaut(1-2nm) Warum entfernen? Warum nicht entfernen? Wie entfernen? Roland Latteier 48
49 Erfahrung bei der Verarbeitung Vorwärmen Warum eigentlich vorwärmen? Womit vorwärmen? Wie hoch vorwärmen? Wie lange vorwärmen? Roland Latteier 49
50 Vorwärmtemperaturen Empfehlungen Wie hoch vorwärmen? Wie lange vorwärmen? Roland Latteier 50
51 Erfahrung bei der Verarbeitung Weitere Besonderheiten Kaltumformung EN AW-5083 AlMg4,5Mn0,7 AlMg4,5Mn Zustand Biegeradius Zustand Bruchdehnung [%] O/H 111 1,5 t Weichgeglüht 15 H22/H32 2,0 t ¼ hart 10 H24/H34 3,5 t ½ hart 7 H26/H36 - ¾ hart 3 Roland Latteier 51
52 Erfahrung bei der Verarbeitung Weitere Besonderheiten Kaltumformung EN AW-5083 AlMg4,5Mn0,7 AlMg4,5Mn Zustand Biegeradius Bruchdehnung [%] Streckgrenze [N/mm²] O/H 111 1,5 t H22/H32 2,0 t H24/H34 3,5 t H26/H Roland Latteier 52
53 Erfahrung bei der Verarbeitung Weitere Besonderheiten Kaltumformung EN AW-5083 AlMg4,5Mn0,7 AlMg4,5Mn Zustand Biegeradius O/H 111 9mm H22/H32 12mm H24/H34 21mm H26/H36 - t=6mm; 90 Roland Latteier 53
54 Erfahrung bei der Verarbeitung Weitere Besonderheiten Entfestigung AlSi1MgMn (AlMgSi1) AW N/mm² 125N/mm² Roland Latteier 54
55 Erfahrung bei der Verarbeitung Bauteile Vakuum-Technik He-Lecktest Leck Rate 1*10-8 mbar*l/s d.h. 1 Milliliter in 28 Jahren Wasserdruckprüfung 1*10-2 mbar*l/s Verhältnis 1: Roland Latteier 55
56 Vielen Dank für Ihr Interesse! Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Der Vortrag kann unter heruntergeladen werden. Tel Mobil Roland Latteier 56
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