Aufgabenstellung
Da bislang keine Erkenntnisse zum Laserstrahlschweißen warmfester Stähle mit Gusslegierungen ohne Zusatzdraht sowie zum Einfluss der Bauteilanordnung bestehen, wurden die Untersuchung dieser beiden Punkte zum Ziel des Projektes gesetzt. Ohne den Einsatz des Zusatzdrahtes besteht sowohl die Gefahr von Kaltrissen im Schweißgut, welche auf eine kohlenstoffbedingte lokale Aufhärtung zurückzuführen sind, als auch von Heißrissen, die durch den hohen Nickelgehalt einiger Werkstoffe begünstigt werden. Somit müssen im Rahmen der Untersuchungen die Durchmischung der Schmelze sowie die Aufheiz- und Abkühlraten betrachtet werden, um diese Defekte vermeiden zu können.

Vorgehensweise
Im Rahmen des Projekts sollen prozesstechnische Maßnahmen erarbeitet werden, mit deren Hilfe sich die Legierungszusammensetzung und das Gefüge innerhalb der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone systematisch beeinflussen lassen, um somit die Gefahr der Kalt- und Heißrissbildung zu verringern. Neben der Einstellung der Mischungsverhältnisse der Fügepartner kann eine laserbasierte Vor- und Nachwärmung der Bauteile zur gezielten Anpassung des Temperaturverlaufs im Prozess in Naht und Wärmeeinflusszone dienen. Dies soll auch mittels induktiver Vor- und Nachwärmung der Fügepartner erreicht werden.

Ergebnisse
Als zu untersuchende Stoß- und Nahtarten wurden die Kehlnaht, I-Naht am Überlappstoß und I-Naht am Stirnstoß gewählt. Für alle Stoßkonfigurationen konnten bisher bezüglich Nahtform geeignete Prozessfenster zum Schweißen ohne Vor- und Nachwärmung gefunden werden, jedoch nicht bezüglich der Nahtqualität. Um die Rissbildung zu verringern bzw. zu vermeiden, wurde die Auswirkung eines Strahlversatzes sowohl in Richtung des Gusswerkstoffes als auch des warmfesten Stahles untersucht. Dies hat gezeigt, dass ein Strahlversatz in Richtung Guss oftmals zu einer verminderten Anzahl an Rissen führt, allerdings zu keiner Vermeidung, und in Richtung warmfesten Stahl kaum Veränderungen hervorruft. Aus diesem Grund ist die Untersuchung einer laserbasierten und induktiven Vor- und Nachwärmung zur Vermeidung von Rissen unabdingbar, die aktuell beide untersucht werden.