Identification of the influence of mechanical vibrations on the solidification process during deep penetration welding
Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
Final Report Abstract
Die Erkenntnisse aus den Untersuchungen zum Schweißen von Aluminiumlegierungen mit mechanischen Schwingungen lassen sich wie folgt zusammenfassen: Mechanische Schwingungen während des Laserstrahltiefschweißens der Aluminiumlegierung EN AW-5083 unterstützen den Übergang von stengelförmig dendritischen zu gleichachsig dendritischen Körnern. - Es konnte kein direkter Zusammenhang zwischen dem Anteil gleichachsiger dendritischer Körner und dem Frequenz-Amplituden-Produkt identifiziert werden. Somit konnte die These, dass das in der Gießereitechnik zur Beschreibung der Kornfeinung verwendete Frequenz-Amplituden-Produkt auch für Laserstrahltiefschweißen verwendet werden kann, nicht bestätigt werden. - Der mechanisch-metallurgische Wirkmechanismus der Kornfeinung scheint die Dendritenfragmentierung zu sein. - Das thermische Prozessverhalten sowie die Kornwachstumsgeschwindigkeit werden durch die Schwingungen nicht signifikant beeinflusst. - Die Heißrisslänge kann beim Schweißen der Aluminiumlegierung EN AW-6082 prinzipiell ohne eine erkennbare Kornfeinung oder Änderung der Kornstruktur reduziert werden. - Makroseigerungen der Hauptlegierungselemente Silizium und Magnesium wurden nicht identifiziert, sodass diese als Ursache ausgeschlossen werden können. - Eingebrachte Schwingungen führen zu einer Vermeidung niedrigschmelzender Phasen in der Schweißnahtmitte. Dieser Effekt scheint bezüglich der reduzierten Heißrissanfälligkeit dominierend zu sein.
Publications
- Grain refinement in vibration-assisted laser welding of aluminum. Proc. of the 2nd Conf. On Light Materials - Science and Technology (LightMAT 2017)
Radel, T; Vollertsen, F
- Kornfeinung durch mechanische Erstarrungsmanipulation beim Laserstrahltiefschweißen. Schweißen und Schneiden 69, 4 (2017) 212
Radel, T; Vollertsen, F
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Radel, T
(See online at https://doi.org/10.1007/s40194-017-0530-1) - Reduction of hot cracking susceptibility during laser welding of aluminum by vibrations. Welding in the World (2018)
Radel, T; Woizeschke, P
(See online at https://doi.org/10.1007/s40194-018-00680-2)
