Einfluss von Drahtelektrodenbeschichtungen auf die mechanisch-technologischen Schweißnaht- und Prozesseigenschaften
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. V. Wesling
Förderzeitraum: 08/18 - 08/21
Der effiziente Umgang mit Ressourcen und Energien steht heutzutage im Mittelpunkt der Forschung. Daraus ergibt sich die Zielsetzung dieses DFG-Projekts, wie ein- oder mehrlagige Dünnschichtsysteme auf Massivdrahtelektroden beim MSG-Schweißen den Schweißprozess und die mechanisch-technologischen Eigenschaften des Schweißgutes von Schweißverbindungen, vorwiegend aus un- und niedriglegierten Stählen beeinflusst. Dazu werden die Auswirkungen verschiedener Elemente, auf die Schweißdrahtelektrode untersucht und charakterisiert. Grundlage ist das Identifizieren, Verstehen und Anwenden der Effekte, welche die mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Dehnung, Zähigkeit, etc.) sowie Prozesseigenschaften (Lichtbogenstabilität, Tropfenübergang, Schmelzbaddynamik, etc.) verändern. Die Drahtelektrode soll mit metallischen sowie nichtmetallischen Beschichtungen überzogen werden, um eine große Bandbreite an Einflüssen durch verschiedene Begleitelemente zu untersuchen.
Aus den Voruntersuchungen geht hervor, dass das Schweißverhalten und die mechanisch-technologischen Eigenschaften des Werkstoffs stark abhängig von den Beschichtungssystemen auf der Drahtelektrode sind. Auffällig hierbei ist die deutliche Verringerung der Bruchdehnung. Diese Problematik soll zukünftig durch Zugabe von Nickel behoben werden, sodass Massivdrahtelektroden mit höheren Streckgrenzen erzeugt werden können, ohne das Umformvermögen dabei zu reduzieren.
Auf Basis eines Feinkornstahl S700MC sollen mathematische Zusammenhänge zwischen Beschichtungsdicke und Beeinflussung verschiedener Prozessgrößen hergestellt werden. Dieses Modell soll als Grundlage für andere Grundwerkstoffe dienen. Zur Demonstration des Potenzials dieses Projekts soll ein Schichtsystem unter Berücksichtigung der Einflussfaktoren für einen gleichmäßigen Einbrand, bei hoher Lichtbogenstabilität entwickelt werden, welches gleichzeitig eine Steigerung der Festigkeits- sowie Zähigkeitswerte aufweist.
Die Charakterisierung der Einflüsse und deren Auswirkungen der beschichteten Massivdrahtelektroden auf das MSG-Schweißen ermöglicht zukünftig eine gezielte Einbringung von Begleitelementen, um gewünschte mechanische Eigenschaften des Bauteils gezielt einstellen zu können.