Schweißen AWL-Techniek schweißt immer öfter exotische Materialien

Immer öfter werden Schweißmascfhinen von AWL zum Verbinden heiß gepresster Stahlsorten mit Borlegierung eingesetzt, die sich durch hohe Festigkeit auszeichnen und deshalb unter anderem auch in Fahrgastzellen von Automobilen verwendet werden.

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Durch den Druck der Gesetzgebung zum Reduzieren der Schadstoffemission ist die Automobilindustrie gezwungen, kontinuierlich nach Produktionsmöglichkeiten zu suchen, die zu einer Gewichtsersparnis führen. Hierfür wird mehr auf Stahl mit einer besonders hohen Festigkeit (UHSS), Stahl mit einer Dehngrenze über 550 MPa und einer Zugfestigkeit von mehr als 700 MPa zurückgegriffen. Maschinen von AWL werden die immer öfter zum Schweißen heiß gepresster Stahlsorten mit Borlegierung eingesetzt, wie beispielsweise für den Warmumformstahl Usibor. Dieser Werkstoff hat eine hohe Festigkeit (> 1000 N/mm) und eine hohe Dehngrenze. Usibor wird deshalb vor allem in den Konstruktionen der Fahrgastzellen von Autos verwendet, da diese aus Sicherheitsgründen nicht nachgeben dürfen.

Der große Vorteil von des Werkstoffes liegt darin, dass dünneres Plattenmaterial verwendet werden kann, um optimale Ergebnisse zu erhalten. Dünnere Platten bedeuten Gewichtsreduktion, die in der Fahrgastzellenkonstruktion einer Karosserie bis zu 25 kg erreichen kann.

Das Schweißen von Usibor ist dennoch eine Herausforderung. Diese ist hauptsächlich auf die Aluminium-Silizium (AlSi) Beschichtung zurückzuführen. Diese Beschichtung ist notwendig, da das Material heiß gepresst werden muss, um während des Pressens die notwendige Verformung zu ermöglichen. Die Beschichtung sorgt dafür, dass die Teile während dieses Prozesses, bei dem die Teile auf 900 °C erhitzt werden, nicht oxidieren. Die Beschichtung selbst und vor allem das Aluminium in der Beschichtung beeinflussen jedoch den Schweißprozess.

AWL hat bereits mehrere Maschinen zum Schweißen von Teilen aus dem Warmumformstahl gebaut. Hierfür werden als Methoden das Punkt-, Laser- und MIG-Schweißen verwendet. Alle Prozesse benötigen eine eigene Herangehensweise an den Werkstoff. Beim Punktschweißen muss der exakten Positionierung der Elektroden und einer niedrigeren Stromdichte besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Beim Laserschweißen von Usibor treten kaum Probleme auf. Nur vom Verschweißen von Usibor mit Usibor wird derzeit noch abgeraten. Die Schweißnahtdicke wird dann niedriger als Usibor selbst, weil die Beschichtung in die Schweißnaht läuft und diese schwächt.

„Wir erwarten, in Zukunft verstärkt mit Usibor und anderen Stahlsorten mit Borlegierungen zu arbeiten, da die Gewichtsersparnis im Trend bleibt. In den neuen Automodellen werden wir sicher in zunehmendem Maße auf diese Materialien treffen. Hierdurch wird auch die Nachfrage nach Produktions- und Verarbeitungsmaschinen stark zunehmen" so Ton Sol, Weld and Process Engineer bei AWL. Das Unternehmen konnte inzwischen viel Erfahrung mit solchen „exotischen“ Werkstoffen sammeln und kann somit auch auf diesem Gebiet seine Kunden in ihrer Testumgebung unterstützen. (bm)

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