Untersuchungen zu Festigkeit und Qualität von Laser-MIG-Hybridgeschweißten Aluminiumverbindungen:
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Aachen
Shaker
2006
|
| Series: | Aachener Berichte Fügetechnik
2006,1 |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2005 |
| Physical Description: | XXIV, 137 S. Ill., graph. Darst. 21 cm, 251 gr. |
| ISBN: | 9783832250959 3832250956 |
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|---|---|
| adam_text | UNTERSUCHUNGEN ZU FESTIGKEIT UND QUALITAET VON LASER-M
IG-HYBRIDGESCHWEISSTEN ALUMINIUMVERBINDUNGEN VON DER FAKULTAET FUER
MASCHINENWESEN DER RHEINISCH-WESTFAELISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE AACHEN
ZUR ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTORS DER
INGENIEURWISSENSCHAFTEN GENEHMIGTE DISSERTATION VORGELEGT VON
DIPLOM-INGENIEUR JAN FLEMMING REICH, GEB. LASCH AUS KIEL BERICHTER:
UNIV.-PROF. DR.-ING. ULRICH DILTHEY UNIV.-PROF. DR.RER.NAT. PETER LOOSEN
TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: 22. AUGUST 2005 INHALTSVERZEICHNIS I
INHALTSVERZEICHNIS ABBILDUNGSVERZEICHNIS V TABELLENVERZEICHNIS XVIII
FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN XIX 1 ABSTRACT XXII 2 EINLEITUNG 1 3 STAND
DER TECHNIK 2 3.1 ALUMINIUMLEGIERUNGEN UND IHR EINSATZ IM FAHRZEUGBAU 2
3.1.1 FESTIGKEITSSTEIGERUNG DURCH DEN EINSATZ VON LEGIERUNGSELEMENTEN 4
3.1.2 LEGIERUNGSAUSWAHL 7 3.2 SCHWEISSTECHNISCHE VERARBEITUNG VON
ALUMINIUMLEGIERUNGEN 8 3.2.1 ALUMINIUMOXID 8 3.2.2 WAERMEEINFLUSSZONE 9
3.3 UEBERSICHT UEBER DIE SCHWEISSVERFAHREN 11 3.3.1
METALL-INERT-GAS-SCHWEISSVERFAHREN 12 3.3.2 LASERSTRAHL-SCHWEISSVERFAHREN
13 3.3.2.1 SCHWEISSEN MIT FESTKOERPERLASERN 14 3.3.2.2 LASERDIODEN ALS
PUMPQUELLE FUER FESTKOERPERLASER 16 3.3.2.3 NEUE, ALTERNATIVE
FESTKOERPERLASER-SYSTEME 17 3.3.3 GRUNDLAGEN DES
LASER-LICHTBOGEN-HYBRIDSCHWEISSENS 18 3.3.3.1 VARIANTEN DER
LASER-HYBRIDPROZESSE 18 3.3.3.2 ANWENDUNGEN DES
LASER-MSG-HYBRIDPROZESSES FUER STAHLWERKSTOFFE 19 3.4 EIGNUNG DER
UNTERSCHIEDLICHEN LASERTYPEN FUER DAS SCHWEISSEN VON ALUMINIUMLEGIERUNGEN
20 3.5 SCHWEISSPROZESS-SENSORIK 21 3.5.1 PRE-PROZESS SENSORIK 22 3.5.2
IN-PROZESS SENSORIK 24 3.5.2.1 ORTSAUFLOESENDE SENSOREN 25 3.5.2.2 NICHT
ORTSAUFLOESENDE SENSOREN 26 3.5.3 POST-PROZESS SENSORIK 29 II
INHALTSVERZEICHNIS 4 ZIELSETZUNG DER DISSERTATION UND VORGEHENSWEISE 30
5 RAHMENBEDINGUNGEN 32 5.1 LASERSTRAHLQUELLEN UND OPTIKEN 32 5.1.1
ROFIN-SINARDY022 32 5.1.2 TRUMPF TLF 6000 TURBO 32 5.1.3 STROMQUELLEN
UND SCHWEISSKOEPFE 32 5.2 EINGESETZTE GRUND- UND ZUSATZWERKSTOFFE 33 5.2.1
GRUNDV^RKSTOFFE 33 5.2.2 ZUSATZWERKSTOFFE 34 5.3 METHODEN ZUR
QUALITAETSSICHERUNG UND PRUEFUNG GESCHWEISSTER VERBINDUNGEN 35 5.3.1
ZERSTOERENDE PRUEFVERFAHREN 35 5.3.1.1 MAKROSCHLIFFE 35 5.3.1.2
HAERTEMESSUNG 35 5.3.1.3 MIKROSCHLIFFE 36 5.3.1.4 ZUGPRUEFUNG MIT
QUASISTATISCHER BELASTUNG 36 5.3.1.5 DAUERFESTIGKEIT - ZUGPRUEFUNG MIT
DYNAMISCHER BELASTUNG 37 5.3.1.6 BIEGEPRUEFUNG 37 5.3.2 ZERSTOERUNGSFREIE
PRUEFVERFAHREN 40 5.3.2.1 SICHTPRUEFUNG 40 5.3.2.2
ROENTGEN-DURCHSTRAHLUNGSPRUEFUNG 42 5.4 SENSORSYSTEME 43 6 POROSITAET VON
ALUMINIUMSCHWEISSNAEHTEN 44 6.1 WASSERSTOFFPOROSITAET 44 6.2 BESONDERHEITEN
BEIM SCHWEISSEN VON ALUMINIUM-GUSSBAUTEILEN 46 6.3 EINFLUSS DER SCHUTZ-
UND PROZESSGAS-ZUSAMMENSETZUNG 46 6.4 BEEINTRAECHTIGUNG DER
BAUTEILFESTIGKEIT 49 6.4.1 EINFLUSS DER POROSITAET AUF DIE STATISCHE
ZUGFESTIGKEIT 49 6.4.2 EINFLUSS EINER BADABSTUETZUNG AUF POROSITAET UND
FESTIGKEIT 51 6.4.3 EINFLUSS DER POROSITAET AUF DIE DYNAMISCHE FESTIGKEIT
55 7 VERARBEITUNG RISSEMPFINDLICHER LEGIERUNGEN 59 7.1 HEISSRISSNEIGUNG
VON ALUMINIUMLEGIERUNGEN 59 7.2 AULLEGIEREN DER HYBRIDNAHT MIT
ZUSATZWERKSTOFF 60 7.3 GEOMETRISCHE EINFLUESSE AUF DIE RISSNEIGUNG 61
INHALTSVERZEICHNIS III 8 QUALITAETSBETRACHTUNGEN HYBRIDGESCHWEISSTER
VERBINDUNGEN 66 8.1 STOSSGEOMETRIEN 66 8.1.1 KRAFTFAHRZEUGBAU 66 8.1.2
SCHIENENFAHRZEUGBAU IN INTEGRALBAUWEISE 66 8.2 SPALTUEBERBRUECKBARKEIT UND
PARAMETERSTEUERUNG BEI UNTERSCHIEDLICHEN MATERIALDICKEN UND FUEGESPALTEN
67 8.2.1 PROBLEME OPTISCHER MESSSYSTEME UND DEREN AUSWIRKUNGEN 68 8.2.2
PRAKTISCHE UEBERLEGUNGEN ZUR ZUSATZWERKSTOFFMENGE 69 8.2.3 LUFTSPALT AM
STUMPFSTOSS 71 8.2.3.1 BERECHNUNG DER THEORETISCHEN ZWS MENGE AM
STUMPFSTOSS 72 8.2.3.2 GRENZEN DER SPALTUEBERBRUECKBARKEIT 73 8.2.3.3
NUTZUNG DER MIG-LEISTUNG ZUR STEIGERUNG DER EINSCHWEISSTIEFE AM NULLSPALT
78 8.2.4 LUFTSPALT AN DER KEHLNAHT AM UEBERLAPPSTOSS 80 8.2.4.1 BERECHNUNG
DER THEORETISCHEN ZWS MENGE FUER EINE KEHLNAHT AM UEBERLAPPSTOSS 80 8.2.4.2
AUSFUEHRUNG UND GRENZEN 81 8.2.4.3 EINFLUSS AUF DIE POROSITAET 83 8.3
BINDEFEHLER DURCH ISOLATIONSWIRKUNG DER OXIDHAUT 84 8.3.1 I-NAHT AM
STUMPFSTOSS MIT QUERVERSATZ 85 8.3.2 I-NAHT AM UEBERLAPPSTOSS 88 8.3.3
VERBINDUNG UNTERSCHIEDLICHER LEGIERUNGEN MITTELS KEHLNAHT AM
UEBERLAPPSTOSS 90 8.4 STATISCHE FESTIGKEIT HYBRID-GESCHWEISSTER
VERBINDUNGEN 91 8.4.1 EINFLUSS DES ZUSATZWERKSTOFFES AUF DIE FESTIGKEIT
91 8.4.2 ZUGFESTIGKEIT 95 8.4.2.1 EINFLUSS VON LUFTSPALT AM STUMPFSTOSS
95 8.4.2.2 EINFLUSS VON KANTENVERSATZ 97 8.4.2.3 KEHLNAHT AM
UEBERLAPPSTOSS 101 8.4.3 BIEGEFESTIGKEIT 103 8.4.3.1 ABHAENGIGKEIT DES
EINFLUSSES DES ZUSATZWERKSTOFFES VON DER BIEGERICHTUNG 104 8.4.3.2
EINFLUSS DES KANTENVERSATZES 106 8.5 DYNAMISCHE FESTIGKEIT
HYBRID-GESCHWEISSTER VERBINDUNGEN 108 8.6 MOEGLICHKEITEN DER
LASERSTRAHLSEITIGEN ONLINE IV INHALTSVERZEICHNIS PROZESSDIAGNOSTIK AM
LASER-MIG-HYBRIDPROZESS 110 8.6.1 KOAXIAL MESSENDE SENSOREN FUER DAS
LASERSTRAHLSCHWEISSEN 110 8.6.2 EINSETZBARKEIT FUER DAS
LASER-MIG-HYBRIDSCHWEISSEN 111 8.6.2.1 TEMPERATUR- UND PLASMASTRAHLUNG
113 8.6.2.2 RUECKREFLEXSIGNAL 115 8.6.2.3 ERKENNUNG VON AENDERUNGEN DES
PROZESSABSTANDES 120 8.6.3 HINWEISE DER LASERSENSORIK ZUR
GLEICHMAESSIGKEIT DES HYBRIDPROZESSES BEI UNTERSCHIEDLICHEN SCHUTZGASEN
124 9 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG UND AUSBLICK 126 10
LITERATURVERZEICHNIS 130
|
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UNTERSUCHUNGEN ZU FESTIGKEIT UND QUALITAET VON LASER-M
IG-HYBRIDGESCHWEISSTEN ALUMINIUMVERBINDUNGEN VON DER FAKULTAET FUER
MASCHINENWESEN DER RHEINISCH-WESTFAELISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE AACHEN
ZUR ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTORS DER
INGENIEURWISSENSCHAFTEN GENEHMIGTE DISSERTATION VORGELEGT VON
DIPLOM-INGENIEUR JAN FLEMMING REICH, GEB. LASCH AUS KIEL BERICHTER:
UNIV.-PROF. DR.-ING. ULRICH DILTHEY UNIV.-PROF. DR.RER.NAT. PETER LOOSEN
TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: 22. AUGUST 2005 INHALTSVERZEICHNIS I
INHALTSVERZEICHNIS ABBILDUNGSVERZEICHNIS V TABELLENVERZEICHNIS XVIII
FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN XIX 1 ABSTRACT XXII 2 EINLEITUNG 1 3 STAND
DER TECHNIK 2 3.1 ALUMINIUMLEGIERUNGEN UND IHR EINSATZ IM FAHRZEUGBAU 2
3.1.1 FESTIGKEITSSTEIGERUNG DURCH DEN EINSATZ VON LEGIERUNGSELEMENTEN 4
3.1.2 LEGIERUNGSAUSWAHL 7 3.2 SCHWEISSTECHNISCHE VERARBEITUNG VON
ALUMINIUMLEGIERUNGEN 8 3.2.1 ALUMINIUMOXID 8 3.2.2 WAERMEEINFLUSSZONE 9
3.3 UEBERSICHT UEBER DIE SCHWEISSVERFAHREN 11 3.3.1
METALL-INERT-GAS-SCHWEISSVERFAHREN 12 3.3.2 LASERSTRAHL-SCHWEISSVERFAHREN
13 3.3.2.1 SCHWEISSEN MIT FESTKOERPERLASERN 14 3.3.2.2 LASERDIODEN ALS
PUMPQUELLE FUER FESTKOERPERLASER 16 3.3.2.3 NEUE, ALTERNATIVE
FESTKOERPERLASER-SYSTEME 17 3.3.3 GRUNDLAGEN DES
LASER-LICHTBOGEN-HYBRIDSCHWEISSENS 18 3.3.3.1 VARIANTEN DER
LASER-HYBRIDPROZESSE 18 3.3.3.2 ANWENDUNGEN DES
LASER-MSG-HYBRIDPROZESSES FUER STAHLWERKSTOFFE 19 3.4 EIGNUNG DER
UNTERSCHIEDLICHEN LASERTYPEN FUER DAS SCHWEISSEN VON ALUMINIUMLEGIERUNGEN
20 3.5 SCHWEISSPROZESS-SENSORIK 21 3.5.1 PRE-PROZESS SENSORIK 22 3.5.2
IN-PROZESS SENSORIK 24 3.5.2.1 ORTSAUFLOESENDE SENSOREN 25 3.5.2.2 NICHT
ORTSAUFLOESENDE SENSOREN 26 3.5.3 POST-PROZESS SENSORIK 29 II
INHALTSVERZEICHNIS 4 ZIELSETZUNG DER DISSERTATION UND VORGEHENSWEISE 30
5 RAHMENBEDINGUNGEN 32 5.1 LASERSTRAHLQUELLEN UND OPTIKEN 32 5.1.1
ROFIN-SINARDY022 32 5.1.2 TRUMPF TLF 6000 TURBO 32 5.1.3 STROMQUELLEN
UND SCHWEISSKOEPFE 32 5.2 EINGESETZTE GRUND- UND ZUSATZWERKSTOFFE 33 5.2.1
GRUNDV^RKSTOFFE 33 5.2.2 ZUSATZWERKSTOFFE 34 5.3 METHODEN ZUR
QUALITAETSSICHERUNG UND PRUEFUNG GESCHWEISSTER VERBINDUNGEN 35 5.3.1
ZERSTOERENDE PRUEFVERFAHREN 35 5.3.1.1 MAKROSCHLIFFE 35 5.3.1.2
HAERTEMESSUNG 35 5.3.1.3 MIKROSCHLIFFE 36 5.3.1.4 ZUGPRUEFUNG MIT
QUASISTATISCHER BELASTUNG 36 5.3.1.5 DAUERFESTIGKEIT - ZUGPRUEFUNG MIT
DYNAMISCHER BELASTUNG 37 5.3.1.6 BIEGEPRUEFUNG 37 5.3.2 ZERSTOERUNGSFREIE
PRUEFVERFAHREN 40 5.3.2.1 SICHTPRUEFUNG 40 5.3.2.2
ROENTGEN-DURCHSTRAHLUNGSPRUEFUNG 42 5.4 SENSORSYSTEME 43 6 POROSITAET VON
ALUMINIUMSCHWEISSNAEHTEN 44 6.1 WASSERSTOFFPOROSITAET 44 6.2 BESONDERHEITEN
BEIM SCHWEISSEN VON ALUMINIUM-GUSSBAUTEILEN 46 6.3 EINFLUSS DER SCHUTZ-
UND PROZESSGAS-ZUSAMMENSETZUNG 46 6.4 BEEINTRAECHTIGUNG DER
BAUTEILFESTIGKEIT 49 6.4.1 EINFLUSS DER POROSITAET AUF DIE STATISCHE
ZUGFESTIGKEIT 49 6.4.2 EINFLUSS EINER BADABSTUETZUNG AUF POROSITAET UND
FESTIGKEIT 51 6.4.3 EINFLUSS DER POROSITAET AUF DIE DYNAMISCHE FESTIGKEIT
55 7 VERARBEITUNG RISSEMPFINDLICHER LEGIERUNGEN 59 7.1 HEISSRISSNEIGUNG
VON ALUMINIUMLEGIERUNGEN 59 7.2 AULLEGIEREN DER HYBRIDNAHT MIT
ZUSATZWERKSTOFF 60 7.3 GEOMETRISCHE EINFLUESSE AUF DIE RISSNEIGUNG 61
INHALTSVERZEICHNIS III 8 QUALITAETSBETRACHTUNGEN HYBRIDGESCHWEISSTER
VERBINDUNGEN 66 8.1 STOSSGEOMETRIEN 66 8.1.1 KRAFTFAHRZEUGBAU 66 8.1.2
SCHIENENFAHRZEUGBAU IN INTEGRALBAUWEISE 66 8.2 SPALTUEBERBRUECKBARKEIT UND
PARAMETERSTEUERUNG BEI UNTERSCHIEDLICHEN MATERIALDICKEN UND FUEGESPALTEN
67 8.2.1 PROBLEME OPTISCHER MESSSYSTEME UND DEREN AUSWIRKUNGEN 68 8.2.2
PRAKTISCHE UEBERLEGUNGEN ZUR ZUSATZWERKSTOFFMENGE 69 8.2.3 LUFTSPALT AM
STUMPFSTOSS 71 8.2.3.1 BERECHNUNG DER THEORETISCHEN ZWS MENGE AM
STUMPFSTOSS 72 8.2.3.2 GRENZEN DER SPALTUEBERBRUECKBARKEIT 73 8.2.3.3
NUTZUNG DER MIG-LEISTUNG ZUR STEIGERUNG DER EINSCHWEISSTIEFE AM NULLSPALT
78 8.2.4 LUFTSPALT AN DER KEHLNAHT AM UEBERLAPPSTOSS 80 8.2.4.1 BERECHNUNG
DER THEORETISCHEN ZWS MENGE FUER EINE KEHLNAHT AM UEBERLAPPSTOSS 80 8.2.4.2
AUSFUEHRUNG UND GRENZEN 81 8.2.4.3 EINFLUSS AUF DIE POROSITAET 83 8.3
BINDEFEHLER DURCH ISOLATIONSWIRKUNG DER OXIDHAUT 84 8.3.1 I-NAHT AM
STUMPFSTOSS MIT QUERVERSATZ 85 8.3.2 I-NAHT AM UEBERLAPPSTOSS 88 8.3.3
VERBINDUNG UNTERSCHIEDLICHER LEGIERUNGEN MITTELS KEHLNAHT AM
UEBERLAPPSTOSS 90 8.4 STATISCHE FESTIGKEIT HYBRID-GESCHWEISSTER
VERBINDUNGEN 91 8.4.1 EINFLUSS DES ZUSATZWERKSTOFFES AUF DIE FESTIGKEIT
91 8.4.2 ZUGFESTIGKEIT 95 8.4.2.1 EINFLUSS VON LUFTSPALT AM STUMPFSTOSS
95 8.4.2.2 EINFLUSS VON KANTENVERSATZ 97 8.4.2.3 KEHLNAHT AM
UEBERLAPPSTOSS 101 8.4.3 BIEGEFESTIGKEIT 103 8.4.3.1 ABHAENGIGKEIT DES
EINFLUSSES DES ZUSATZWERKSTOFFES VON DER BIEGERICHTUNG 104 8.4.3.2
EINFLUSS DES KANTENVERSATZES 106 8.5 DYNAMISCHE FESTIGKEIT
HYBRID-GESCHWEISSTER VERBINDUNGEN 108 8.6 MOEGLICHKEITEN DER
LASERSTRAHLSEITIGEN ONLINE IV INHALTSVERZEICHNIS PROZESSDIAGNOSTIK AM
LASER-MIG-HYBRIDPROZESS 110 8.6.1 KOAXIAL MESSENDE SENSOREN FUER DAS
LASERSTRAHLSCHWEISSEN 110 8.6.2 EINSETZBARKEIT FUER DAS
LASER-MIG-HYBRIDSCHWEISSEN 111 8.6.2.1 TEMPERATUR- UND PLASMASTRAHLUNG
113 8.6.2.2 RUECKREFLEXSIGNAL 115 8.6.2.3 ERKENNUNG VON AENDERUNGEN DES
PROZESSABSTANDES 120 8.6.3 HINWEISE DER LASERSENSORIK ZUR
GLEICHMAESSIGKEIT DES HYBRIDPROZESSES BEI UNTERSCHIEDLICHEN SCHUTZGASEN
124 9 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG UND AUSBLICK 126 10
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