Zur Untersuchung der Eigenschaften und der Ausbildung der Schweißnähte (SNs) an Blechen aus Al-Li-Legierungen werden die Ergebnisse des Laserstrahlschweißens (LSS) und des Wolfram-Inertgas-Schweißens mit Gleichstrom und negativer Elektrodenpolung (WIG-DCEN-S) verglichen. Als Bewertungskriterien dienen dabei die Einflüsse auf SN-Morphologie und das Ausscheidungsverhalten in der Schweißzone. Als Werkstoffe werden die im Flugzeugbau eingesetzten Al-Legierungen AlLi 1420 und AlLi 1421 verwendet, von denen die letztere einen Sc-Gehalt von 0,2 Gew-% aufweist. Sc übt bei der Halbzeugherstellung eine stark kornverfeinernde und rekristallisationshemmende Wirkung aus. Desweiteren beeinflußt Sc die Ausscheidung vorwiegend Sc-freier Phasen und trägt zu einer Verlängerung der Abschreckverzögerungszeit bei. Die Zusatzwerkstoffe (ZWs) sind die Al-Legierung 1571 mit einem Sc-Gehalt von 0,36 Gew-% und eine Al-Legierung mit einem Sc-Gehalt von 0,99 Gew-%. Die relevanten Schweißparameter sind beim LSS (CO2-Laser, Schutzgas He) die Schweißgeschwindigkeit von 3,6 m/min und die Laserleistung von 3 kW sowie beim WIG-DCEN-S (Schutzgas brennerseitig He-15 % Ar und wurzelseitig Ar) die Schweißgeschwindigkeit von 0,9 m/min, der Grundstrom von 87 A und der Impulsstrom von 117 A. Die Untersuchungen des Ausscheidungsverhaltens zeigen, daß die Al3Li-Phase in den Grundwerkstoffen die eigentliche festigkeitserhöhende Phase ist. Unter den genannten Bedingungen lassen sich mit beiden Verfahren fehlerfreie SNs fertigen, wobei die Wärmeeinflußzone beim LSS schmaler ist. Ein hoher Sc-Gehalt im ZW verschmälert die WIG-DCEN-S-Nähte. Eine Härtesteigerung der Schweißverbindungen (SVs) durch Sc-Ausscheidungen erfolgt erst bei höheren Temperaturen. Die Streckgrenze der LS-SVs wird durch den Sc-Anteil erhöht. Der höhere Sc-Gehalt im ZW führt zu einer Vergrößerung der Dehnung der WIG-DCEN-S-Nähte. Der Rißfortschritt ist bei beiden Verfahren kontinuierlich und verbleibt in der Naht. Bezüglich des Rißfortschritts lassen sich mit dem WIG-DCEN-Verfahren Nähte realisieren, die den im Einsatz befindlichen überlegen sind. (Görges, U.)
Eigenschaften und metallkundliche Untersuchungen von Laserstrahl- und WIG-Schweißnähten an Aluminium-Lithium-Legierungen
Properties and metallographic investigations of laser and TIG-welded seams in aluminium-lithium alloys
1997
105 Seiten, Bilder, Tabellen, 44 Quellen
Theses
German
Laserstrahlschweißen , WIG-Schweißen , Aluminiumlegierung , Schweißnaht , Morphologie , Luftfahrtindustrie , Ausscheidung , Schweißzone , Korngröße , Schweißzusatzwerkstoff , Schweißparameter , CO2-Laser , Argon , Helium , Schweißgeschwindigkeit , Wärmeeinflusszone , Härte , Farbeindringprüfung , Röntgenanalyse , Transmissionselektronenmikroskopie , Zugversuch , Streckgrenze , Dauerfestigkeit , Rissausbreitung , Dehnung
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