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Stahlkontor

Neues Schweißverfahren für Panzerstähle

| Redakteur: Frauke Finus

Stahlkontor hat mit dem DLHP-Schweißen ein neues Verfahren für das Schweißen von Panzerstählen entwickelt.Durch den Doppel-Laser-Hybrid-Prozess (DLHP) reduzieren sich im Schweißnahtbereich nachweislich die Risiken für Rissbildung und Bruchgefahr unter Belastung.

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Beim Doppel-Laser-Hybrid-Prozess werden im Vergleich zum MAG-Schweißen in Abhängigkeit der Materialstärke deutlich höhere Schweißgeschwindigkeiten erzielt.
Beim Doppel-Laser-Hybrid-Prozess werden im Vergleich zum MAG-Schweißen in Abhängigkeit der Materialstärke deutlich höhere Schweißgeschwindigkeiten erzielt.
( Bild: Stahlkontor )

Beim Doppel-LaserHybrid-Prozess (DLHP) wird das simultane Laser-/MAG-Schweißen mit einer speziellen induktiven Wärmebehandlung des Stahls kombiniert. Norm-Prüfungen belegen: die mechanisch-technologischen Werte DLHP-geschweißter Panzerstahlbleche übertreffen die Werte konventionell geschweißter Probekörper gleichen Materials, wie Stahlkontor mitteilt. Das vollmechanisierte DLHP-Schweißen ist zudem in Abhängigkeit von der Materialstärke um ein mehrfaches schneller als manuelles MAG-Schweißen. Zeit- und kostenintensive Nacharbeiten wie Richten und Einebnen der Schweißnähte werden deutlich reduziert beziehungsweise entfallen, heißt es weiter.

Entwickelt von Panzerstahl-Spezialisten

Mit den anwendungs- und werkstoffspezifischen Besonderheiten beim Verarbeiten von hochfesten Stählen ist Stahlkontor seit den frühen 1990er Jahren vertraut. Die Auftragsfertigung für Kunden aus den Bereichen Wehrtechnik, Flugzeug- und Schienenfahrzeugbau sowie diverser ziviler Sicherheitsanwendungen führte zu einer Spezialisierung, die mit dem Zuschneiden begann und mittlerweile bis zur Fertigung komplexer Baugruppen aus Panzerstählen reicht. Heute fertigt Stahlkontor nach eigenen Angaben Bauteile und Baugruppen weitgehend in einem von Normen, Bauteilprüfungen und kundenspezifischen Vorgaben geprägten Auftragsumfeld, in dem oft eine vollständige Dokumentation mit Rückverfolgbarkeit sämtlicher Verarbeitungsschritte vom Vormaterial bis zum fertigen Teil gefordert ist.

Schweißnaht als Achillesferse

Bei der schweißtechnischen Verbindung von Panzerstählen (Härtewerte >380 HBW) zu Bauteilen für zum Beispiel gepanzerte Fahrzeuge wurden bislang durch MAG-Schweißen Ergebnisse erzielt, die außerordentlichen Belastungen durch Anspreng- und Beschussprüfungen anforderungskonform standhielten, wie das Unternehmen mitteilt. Dennoch gibt es gravierende Nachteile beim MAG-Schweißen von Panzerstählen. So nimmt unter dem hohen lokalen Wärmeeintrag im Bereich der Schweißnaht die Härte des Stahls deutlich messbar zu – es entsteht eine „Schwachstelle“ im Bereich der Wärme-Einflusszone, die unter erhöhter Belastung zu Rissbildung und Bruchgefahr führen kann, wie es heißt.

Große wärmebeeinflusste Zonen beim MAG-Schweißen

Um bei dem ein- bis mehrlagigen MAG-Schweißprozess die negativen Einflüsse des lokalen Wärmeeintrags in den Werkstoff zu mindern, werden längere Nähte zum Beispiel bei Dach- und Bodenstrukturen von Fahrzeugen „alternierend“ geschweißt, wie es heißt. Die Schweißnaht entsteht dabei über häufiges Ansetzen an unterschiedlichen Punkten des Bauteils, was schweißtechnische Routine erfordert und die durchschnittliche Schweißgeschwindigkeit für die fertige Naht deutlich reduziert. Häufige Schweißnahtansätze führen oftmals zu erhöhten Gefahren von Bindefehlern, die negative Einflüsse auf die Schutzwirkung haben können, heißt es weiter. Zudem leidet die Bauteilqualität durch die häufige Erwärmung im Hinblick auf Formstabilität. Die „wellige“ Form resultiert dabei aus Schweißspannungen und Winkelschrumpfungen, so dass in der Regel ein zusätzlicher Richtprozess erfolgt, um die erwünschte plane Form des Bauteils herzustellen.

DLHP-Schweißen – gleichbleibend und reproduzierbar

Im Rahmen der Prozessoptimierung hat sich Stahlkontor in den letzten Jahren intensiv mit Alternativen zum MAG-Schweißen von Panzerstählen und hochfesten Feinkornbaustählen auseinandergesetzt. Der dabei entwickelte Doppel-LaserHybrid-Prozess (DLHP® ist das Ergebnis dieser umfangreichen Entwicklungsarbeit: ein gleichbleibender, reproduzierbarer, vollmechanisierter Prozess mit lückenloser Dokumentation sämtlicher Schweißparameter. Die abgestimmte Schweißgeschwindigkeit und die deutliche Verringerung der Nacharbeiten wie Richten der Bauteile und Einebnen der Schweißnaht sind weitere Vorteile. Optisch erhält man durch die Regelmäßigkeit der Schweißnaht beim DLHP-Schweißen ein Bauteil von hoher Qualitätsanmutung, wie das Unternehmen mitteilt. Entscheidend für die sicherheitstechnische Qualität ist die besondere Nahtsituation nach dem DLHP-Schweißen: Es entstehé eine homogene, einlagige Schweißnaht mit sehr geringer Wärme-Einflusszone und folglich reduzierter Härtezunahme im Nahtbereich. Gesicherte mechanisch-technologische Werte, die verbessert über den Ergebnissen von MAG-geschweißten Panzerstählen liegen, bestätigen diese Qualitäten bei normierten Werkstoffprüfungen, heißt es weiter.

Verhalten bei Anspreng- und Beschussprüfungen

Weder Produktionsgeschwindigkeit noch Optik, sondern die Sicherheit stellt Kernanforderung an Bauteile aus Panzerstählen dar. Daher waren im Rahmen der Prozessentwicklung der DLHP-Schweißtechnologie die zerstörenden Materialtests maßgeblich für die anwendungstechnische Bewertung dieses neuen Verfahrens. Um Unterschiede im Ansprengverhalten bei MAG- und DLHP-geschweißten Bauteilen zuverlässig zu bewerten, näherte man sich bei ersten Sprengversuchen schrittweise dem Bruchpunkt an. Dabei war festzustellen, dass MAG-geschweißte Bauteile deutlich eher Rissbildungen in der Wärme-Einflusszone aufwiesen, als das mit gleicher Sprengladung beaufschlagte DLHP-geschweißte Bauteil.

Die internen Versuchsergebnisse wurden bereits durch externe vergleichende Ansprengprüfungen mit genormten Sprengstoffladungen bestätigt – entsprechende Tests führte man bei der Wehrtechnischen Dienststelle erfolgreich durch. Die Beschussprüfungen gemäß dem Anforderungsprofil der WTD-Normung konnten ebenfalls erfolgreich absolviert werden, wie es weiter heißt.

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