Tanz der Elektronen

Anbieter zum Thema

GGB Heilbronn GmbH

Schwarz AG - Warmpresswerk

sia Abrasives Industries AG

Swiss Beam AG

1.5752/15NiCr13 mit 1.3503/100Cr6

Angetrieben vom Bedarf eines Kugellagers für die Maschinenindustrie, das möglichst gewichtsoptimiert hergestellt werden musste, wurde eine stoffschlüssige Mischverbindung zwischen einem Nickel-Chrom-legierten Einsatzstahl (15NiCr13) und einem Wälzlagerstahl (100Cr6) von der Konstruktion favorisiert. Das Schweissen dieser Werkstoffkombination erlaubt einen Verzicht auf konventionell verschraubte Lagerschallenhalter. Anstelle dessen wurde ein einfach herzustellender und entsprechend leichterer Stahlhalter montiert. Hohe Anforderungen an die Schweissnaht bzgl. Festigkeitseigenschaften sind genauso bedeutend wie die Sicherstellung eines möglichst langen Lebenszyklus des Standardlagers.

Strahlmanipulation

Die Umsetzung stellte sich anfangs als komplex heraus, da Lager und Halter sich in ihren stofflichen und thermophysikalischen Eigenschaften unterschieden. Laut Datenblatt ist der Werkstoff 1.3503 nicht schweissgeeignet, da er beim Abkühlen an der Luft ein sogenannter Martensitumwandler ist. Das bedeutet, dass dadurch in der Schweissnaht und der Wärmeeinflusszone eine Aufhärtung stattfindet, was zur Folge hat, dass ein darauf folgendes Spannungsfeld unweigerlich zu Funktionseinbussen des Lagers führen würde. Infolgedessen wurde eine zeitliche und leistungsangepasste Strahlmanipulation ausgeführt, die deutlich aufzeigt, dass die angestrebte Schweissnahtform ein reproduzierbares gutes Ergebnis liefert. Grundsätzlich sind etwaige Wärmevor- und -nachbehandlungen nach dem empfindlicheren Werkstoff auszurichten.

Somit wurden die Ziele der Gewichtseinsparung mit unverändert hohen Laufeigenschaften der Lagerung erreicht. Erfreulicherweise konnten nebenbei die Gesamtkosten gegenüber der ursprünglichen Version verringert werden.

1.4301/X5CrNi18-10 mit 2.0090/CW024A

Folgende Anwendung zeigt eine Mischverbindung aus Chromstahl und Kupfer, die aus einer physikalischen Notwendigkeit heraus von den Entwicklern so bestimmt wurde. Die Mischverbindung zeichnete sich aus durch stark unterschiedliche Schmelztemperaturen. Chromstahl hat einen Schmelzpunkt von 1450 Grad Celsius und demgegenüber Kupfer bei 1080 Grad. Beide Werkstoffpartner weisen darüber hinaus unterschiedlichste Ausdehnungskoeffizienten und Wärmeleitfähigkeiten auf, was sich beim Aufschmelzverhalten widerspiegelt bzw. berücksichtigt werden muss. Damit das Schweissgut bei beiden Werkstoffen im gleichen Mass aufgeschmolzen wird, erfolgt die Einstellung über einen seitlichen Strahlversatz zum Fügestoss. Dieser Prozess liefert eine saubere, oxidfreie und Helium-geprüfte Naht mit einem reproduzierbar gleichmässigen Aussehen.

Höhere Zugfestigkeit

Das Elektronenstrahlschweissen ist das qualitativ hochwertigste Schmelzschweissverfahren und speziell bei Mischverbindungen fast allen anderen Schweissverfahren überlegen. Für eine breitere industrielle Anwendung befinden sich derzeit weitere Qualifizierungen und Versuchsprojekte in der Realisation. Ein interessantes Anwendungsfeld könnten Aluminium/Magnesium-Verbindungen darstellen. Ziel der verfahrenstechnischen Untersuchungen sind weitere Möglichkeiten, um das Schweissen von metallischen Mischverbindungen zu erforschen und aufzuzeigen. Dabei soll festgehalten werden, dass jede Schweissverbindung mindestens eine identische, gleichwertige mechanische Zugfestigkeit aufweist als diejenige des niedrigfesteren Grundwerkstoffs gewährleistet. <<

(ID:42776953)