M3 HS Welding

Beteiligte Partner:

• voestalpine Stahl GmbH, Linz
• voestalpine Böhler Welding Austria GmbH, Kapfenberg
• Fronius International GmbH, Wels
• Montanuniversität Leoben, Institut für Metallkunde und Werkstoffprüfung
• Technische Universität Graz, Institut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik
• Technische Universität Wien, Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie

Abstract   Innovative welding processes as beam welding processes or hybrid laser welding processes are emerging recently for weld connec tions of high strength steels. These welding processes outweigh some drawbacks (e.g. increased distortions) of the state of the art welding processes. The altered boundary conditio ns (e.g. increased energy density, lower alloyed filler materials) affect the microstructure and the properties of the weld area significantly. In depth comprehension of th e changed microstructure-property-relations should enable the evaluation and improvement of the application of new welding processes on ultra-high strength steel constructions with yield strength of 960 MPa.

Kurzbeschreibung Schweißverbindungen aus ultrahochfesten Stählen werden im Stahl- und Kranbau derzeit weitestgehend mit dem Metallschutzgasschweißen (MAG) oder Unterpulverschweißen hergestellt. Allerdings ergebe sich durch diese Schweißverfahren einige Nachteile. Die relaltiv hohe Wärmeeinbringung kann einerseits zu einer Reduktion der Festigkeit der Schweißverbindungen führen und verursacht andererseits einen gesteigerten Schweißverzug an den gefertigten Bauteilen.  Verunreinigungen durch das aktive Schutzgas oder das Schweißpulver können die Eigenschaften unter dynamischer oder zyklischer  Belastung zusätzlich negativ beeinflussen. Deshalb sollen vermehrt innovative Schweißverfahren (z.B. Strahlschweißverfahren, Hybridschweißverfahren)  bei der Verarbeitung von ultra-hochfesten Stählen eingesetzt werden. Durch die Erhöhung der Energiedichte kommt es zu einer Verminderung des Schweißverzugs und zu einer beschleunigten Abkühlung der Schweißverbindungen. Darüber hinaus arbeiten diesen Verfahren meist ohne oder mit niedriger legierten Schweißzusatzwerkstoffen. Die meist inerte Atmosphäre bewirkt eine Erhöhung des Reinheitsgrades im Schweißgut. Diese geänderten Randbedingungen führen in weiterer Folge zu einer signifikanten Veränderung der Mikrostruktur und der Eigenschaften der hergestellten Schweißverbindungen. Die Veränderungen der Mikrostruktur und des Ausscheidungszustands des Schweißnahtbereichs soll experimentell analysiert und numerisch modelliert werden. Die Eigenschaftscharakterisierung wird sich auf die Ermittlung der resultierenden Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften fokussieren. Das Verständnis der geänderten Mikrostruktur-Eigenschafts-Beziehung soll eine Bewertung und Optimierung ausgewählter innovativer Schweißverfahren für ultra-hochfeste Stahlkonstruktionen ermöglichen.