Die Arbeit zeigt Möglichkeiten zur Erzeugung und Anwendung zeitlich veränderlicher Gasvolumenströme beim Schutzgasschweißen auf. Es wird ein System zur Erzeugung definiert gepulster Gasströme vorgestellt, das einfach in bestehende Anlagentechnik integriert werden kann. Der Einfluss eines aktiv geregelten Gasstroms auf die Kaltgasströmung und hervorgerufene Effekte im Lichtbogenprozess werden grundlegend untersucht. Darauf basierend werden sinnvolle Parameterbereiche abgeleitet. Anhand der Auswertung von Schweißversuchen werden verfahrensspezifische Vorteile sowie technologische Grenzen bei Anwendung der Gaspulstechnik zum Schutzgasschweißen dargelegt. / This thesis shows the possibilities for the creation and application of temporally varying gas flow rates for gas-shielded arc welding. A system for generation of defined pulsed volume flows is presented, which can be easily integrated into existing welding equipment. The influence of an actively regulated gas flow rate on the pure gas flow and caused effects in the arc process are investigated. Based on this an array of appropiate parameters are derived. By means of the evaluation of welding tests process specific advantages as well as technological limits for using pulsed gas flows for gas-shielded arc welding are demonstrated.

Die im Folgenden vorgestellten Arbeiten sollen zur Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten von WPC-Bauteilen beitragen, wobei die Untersuchung möglicher Fügetechnologien und ein praxisnahes Anwendungsbeispiel die Schwerpunkte bilden. Mittels Heizelement- und Vibrationsschweißens ist es gelungen, WPC-Bauteile sowohl mit gleichen Materialien als auch mit dem jeweiligen reinen Matrixmaterialien in Mischbauweisen zu verbinden. Deutlich werden hierbei verfahrensbedingte Einflüsse der Temperaturen bzw. des Energieeintrages, der Krafteinleitung (Fügedruck) sowie rezepturbedingte Einflüsse des Anteiles von Haftvermittlern. Durch entsprechende Verfahrensführung können Festigkeiten der Schweißverbindung im Bereich der WPC-Grundmaterialfestigkeit erreicht werden. Im Praxistest wurde das Dauerlaufverhalten eines Hybridprofils aus Aluminium und WPC in einem Hängefördersystem unter dynamischen Belastungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die WPC-Bauteile des Hybriden den unterschiedlichen Beanspruchungen und den daraus resultierenden Verformungen nach in Summe 3000 h Testbetrieb, ohne sichtbare Schäden standhielten. Weiterhin waren keine Nachteile bezüglich der Praxistauglichkeit im Vergleich zu dem Standardprofil aus Aluminium feststellbar.

Im Anlagenbau und der Energietechnik werden Rohrleitunen vornehmlich aus nichtrostenden Stählen hergestellt Hierbei hat sich das WIG-Orbitalschweißen als standardmäßiges Fügeverfahren etabliert. Es bietet hohe erreichbare Gütewerte der Fügestelle und eine gute Reproduzierbarkeit der Schweißergebnisse. Aufgrund der positiven Eigenschaften von Kupfer, besteht in einigen Anwendungsbereichen ein gesteigertes Interesse an der Substitution von Rohren aus nichtrostendem Stahl durch Kupferleitungen. Gegenwärtig werden dünnwandige Kupferrohre meist durch Pressfittings, Klemm- sowie Schneidringverschraubungen oder Löten gefügt. Wegen der hohen erreichbaren Gütewerte der Fügeverbindung, ist eine Anwendung des WIG-Orbitalschweißverfahrens auch für Kupferrohre wünschenswert. Ziel dieser Arbeit ist die Bewertung der Schweißversuche zur Etablierung des WIG-Orbitalschweißverfahrens für dünnwandige Kupferrohre. Dazu werden zunächst grundlegende Aussagen über den Rohrleitungswerkstoff Kupfer und das WIG-Orbitalschweißverfahren zusammengetragen. Anschließend werden der Aufbau und die Durchführung der Experimente beschrieben sowie eine Auswertung der Versuchsergebnisse vorgenommen. Die Prüfung der Schweißergebnisse erfolgt durch zerstörungsfreie und zerstörende Prüfverfahren. Soweit vorhanden, wird sich dabei an gebräuchlichen Normenwerken orientiert. Als Ergebnis der Versuche zeigt sich, dass eine sichere Durchschweißung mit einer guten Wurzelausbildung realisierbar ist. Jedoch sind die Schweißnähte sowohl innerlich, wie auch oberflächlich, anfällig für Hohlraumbildung. Innerlich ist eine gleichmäßige Verteilung von Poren, über den gesamten Rohrquerschnitt, zu beobachten. Oberflächlich konzentrieren sich die Unregelmäßigkeiten hauptsächlich auf das oberste Viertel der Schweißnaht, welches in der Rohrposition für Fallendschweißen gefügt wurde. Trotz der detektierten Unregelmäßigkeiten stellt das WIG-Orbitalschweißen ein vielversprechendes Fügeverfahren zum Verbinden dünnwandiger Kupferrohre dar. Bereits denkbare Anwendungen wären Rohre im Niederdruckbereich, welche permanent vom selben Medium durchströmt werden sowie Abgas- und Abwasserleitungen. Aus Korrosionsschutz- und Sicherheitsgründen wird jedoch von einer Durchströmung der Leitungen mit sauren oder toxischen Fluiden abgeraten.:1 Einleitung 1 1.1 Motivation 1 1.2 Zielstellung 1 1.3 Methodik 2 2 Stand der Technik 4 2.1 Rohrleitungen für hochreine Fluide 4 2.2 Kupfer als Konstruktionswerkstoff 5 2.2.1 Allgemeines 5 2.2.2 Kupfersorten 8 2.2.3 Festigkeitswerte von Kupferrohren 9 2.2.4 Schweißeignung von Kupfer 11 2.2.5 Schmelzschweißverbindung von Kupferbauteilen 13 2.2.6 Konventionelle Fügetechniken bei Kupferrohren 16 2.3 WIG-Schweißverfahren 20 2.3.1 Allgemeines 20 2.3.2 Inerte Prozessgase 23 2.3.3 Gepulstes WIG-Schweißen 25 2.3.4 WIG-Orbitalschweißen 27 3 Präzisierung der Aufgabenstellung 31 4 Aufbau und Durchführung der Versuche 32 4.1 Anforderungen an das Verfahren 32 4.2 Experimentelle Rahmenbedingungen 32 4.2.1 Geometrie der Fügestelle 32 4.2.2 Werkstoffauswahl 34 4.2.3 Angewandter Schweißprozess 34 4.2.4 Prozessgasauswahl 34 4.2.5 Verwendete Geräte und deren Modifikationen 35 4.2.6 Schweißparameter 42 4.2.7 Arbeitsvorbereitung 45 4.3 Angewandte Prüfungsverfahren 45 4.3.1 Allgemeines 45 4.3.2 Sichtprüfung 45 4.3.3 Eindringprüfung 46 4.3.4 Durchstrahlungsprüfung 47 4.3.5 Druckprüfung 47 4.3.6 Zugversuch 49 4.3.7 Wurzelprüfung 49 4.3.8 Elementaranalyse oberflächennaher Schichten 50 4.4 Einteilung und Bewertung von Unregelmäßigkeiten 50 4.5 Versuchsablaufplan 51 5 Auswertung der Versuchsergebnisse 54 5.1 Prüfungsergebnisse 54 5.1.1 Sichtprüfung 54 5.1.2 Eindringprüfung 55 5.1.3 Durchstrahlungsprüfung 56 5.1.4 Druckprüfung 58 5.1.5 Zugversuch 61 5.1.6 Wurzelprüfung 63 5.1.7 Elementaranalyse oberflächennaher Schichten 63 5.2 Analyse festgestellter Unregelmäßigkeiten 66 5.2.1 Detektierte Unregelmäßigkeiten 66 5.2.2 Hohlraum 68 5.2.3 Diskussion eventueller Ursachen vor Hohlräumen 72 5.2.4 Formfehler 74 5.2.5 Sonstige Unregelmäßigkeiten 75 5.3 Beobachtungen während der Schweißversuche 76 5.3.1 Nahtbild 76 5.3.2 Verschleiß 77 5.3.3 Temperaturmessung 79 5.4 Reproduzierbarkeit der Schweißergebnisse 81 5.5 Fazit der Versuche 81 6 Zusammenfassung und Ausblick 83 7 Register 86 7.1 Literaturverzeichnis 86 7.2 Abkürzungsverzeichnis 92 7.3 Formelzeichen- und Einheitenverzeichnis 94 7.4 Normenverzeichnis 96 7.5 Abbildungsverzeichnis 100 7.6 Tabellenverzeichnis 102 8 Anhang 104 8.1 Anhangsverzeichnis 104 8.2 Darstellungen 105 9 Eidesstattliche Erklärung 115 10 Datenträger 116

In automotive body-in-white production, presshardened 22MnB5 steel is the most widely used ultra-high-strength steel grade. Welding is the most important faying technique for this steel type, as other faying technologies often cannot deliver the same strength-to-cost ratio. In order to conduct precise numerical simulations of the welding process, flow stress curves and thermophysical properties from room temperature up to the melting point are required. Sheet metal parts made out of 22MnB5 are welded in a presshardened, that is, martensitic state. On the contrary, only flow stress curves for soft annealed or austenitized 22MnB5 are available in the literature. Available physical material data does not cover the required temperature range or is not available at all. This work provides experimentally determined hot-flow stress curves for rapid heating of 22MnB5 from the martensitic state. The data is complemented by a comprehensive set of thermophysical data of 22MnB5 between room temperature and melting. Materials simulation methods as well as a critical literature review were employed to obtain sound thermophysical data. A comparison of the numerically computed nugget growth curve in spot welding with experimental welding results ensures the validity of the hot-flow stress curves and thermophysical data presented.

Am Donnerstag, 26. Oktober 2006, fand der diesjährige Aktionstag "Innovationen im Automobilbau", organisiert vom Arbeitskreis DVS-Studenten des Bezirksverbandes für Schweißen und verwandte Verfahren" (DVS)...

At its 6th holding of Chemnitz Symposium Joining/Welding on 13th of May 2004 different topics have been as themes with main focus on design, manufacturing/assembly, testing and evaluation as well as damage analysis. This content enables a presentation of resent developments from design to the final product. Many interesting lectures emphasized the important meaning of joining and welding technologies as a main element of industrial manufacturing.:Franke, R.: Moderne Werkstoffe und Testmethoden im Flugzeugbau Riedel, F.: Trends in der Schweiß- und Fügetechnik Rosert, R.: Schweißen mit Fülldraht – Entwicklung und Perspektiven in der Anwendung Himmelbauer, K.: MSG-Hochleistungsschweißverfahren – Technologien und Anwendungspotenzial Schuster, J.: Rost-. säure- und hitzebeständige Stähle – Geschichte, Entwicklung und schweißtechnische Verarbeitung Gerster, P.: Wirtschaftliche Herstellung hoch beanspruchter Schweißkonstruktionen unter Montagebedingungen Langrock, S.; Keitel, S.: Prüfung und Bewertung von Schweißnähten Seliga, E.; Uhlig, W.: Schäden an gefügten und wärmebehandelten Bauteilen / Das 6. Chemnitzer Symposium Fügetechnik/Schweißtechnik am 13. Mai 2004 thematisierte in verschiedenen Vortragsblöcken die Schwerpunkte Konstruktion, Fertigung/Montage, Prüfung und Bewertung sowie Schadenanalyse. Die Inhalte ermöglichten es, aktuelle Entwicklungen von der Konstruktion bis zum fertigen Produkt vorzustellen. Viele interessante Referate unterstrichen dabei die Bedeutung der Füge- bzw. Schweißtechnik als eine Kernkomponente der industriellen Fertigung.:Franke, R.: Moderne Werkstoffe und Testmethoden im Flugzeugbau Riedel, F.: Trends in der Schweiß- und Fügetechnik Rosert, R.: Schweißen mit Fülldraht – Entwicklung und Perspektiven in der Anwendung Himmelbauer, K.: MSG-Hochleistungsschweißverfahren – Technologien und Anwendungspotenzial Schuster, J.: Rost-. säure- und hitzebeständige Stähle – Geschichte, Entwicklung und schweißtechnische Verarbeitung Gerster, P.: Wirtschaftliche Herstellung hoch beanspruchter Schweißkonstruktionen unter Montagebedingungen Langrock, S.; Keitel, S.: Prüfung und Bewertung von Schweißnähten Seliga, E.; Uhlig, W.: Schäden an gefügten und wärmebehandelten Bauteilen

Anläßlich des 60. Geburtstages von Prof. Klaus-Jürgen Matthes, Rektor der Technischen Universität Chemnitz versammelten sich hochrangige Vertreter aus Wissenschaft und Politik, um Glückwünsche und Grußworte zu überbringen, z.B. Frau Barbara Ludwig, Sächsiche Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst. Die Laudatio wurde von Herrn Prof. Dr. Reimund Neugebauer gehalten. Herr Prof. Dilthey von der RWTH Aachen überbrachte die Gratulation der gesamten schweißtechnischen Community und informierte in seinem Festvortrag zum Thema "Fügetechnik - eine Schlüsseltechnologie für die Zukunft?"

Anforderungen an Verbindungen, Verbindungstechnik, Fügen, Modellierungspraxis, Beispiel Verschraubung, Beispiel Klebverbindung, Beispiel Schweißung, Thesen zu Simulationen in der Verbindungstechnik

Im Rahmen des Symposiums gaben Vertreter weltweit agierender Konzerne, wie Audi AG, voestalpine Gießerei Linz, Alstom AG und SITEC GmbH Einblick in ihre Forschungs­aktivitäten im Bereich Mobilität, Energietechnik, Medizintechnik und Sondermaschinenbau. Die schweißtechnischen Institute der Universitäten Aachen, Braunschweig, Clausthal, Dresden, Magdeburg und Graz gaben einen Überblick über universitäre Forschungs­aktivitäten.

Due to increasing demands on component integration, functionalization, saving weight or material, the density and weight of thermoplastic parts could be influenced significantly by using the thermoplastic foam injection molding process. The characteristic three-layer structure offers numerous advantages for applications, such as weight reduction, increasing the specific bending stiffness with a simultaneous low tendency to warp and optimizing thermal and acoustic properties. For a subsequent joining process, however, difficulties arise due to the thin solid skin layer. Minimum joining distances during welding can no longer be met geometrically and the mechanical properties of the components are reduced. The present study is intended to analyze the interaction between the microcellular structure of the injection molded parts, the influence on the joining process and the resulting mechanical properties. Therefore, a cooperation of Chemnitz University of Technology and University of Bayreuth was founded to investigate the correlation between injection molding and welding by vibration and infrared for microcellular polypropylene and polyamide materials. In addition to various materials with and without fiber reinforcement, the influence of storage time and different joint types were investigated in this study. The aim was to improve the knowledge of process - material - structure - properties as well as to prepare guidelines for the transfer to industrial applications. The results have shown that the characteristic three-layer structure has a considerable inhomogeneity, depending on the used material, the foaming process and the process parameters. However, the weldability of foamed thermoplastics strongly depends on the internal structure due to the injection molding parameters, the storage time between foam injection molding and welding process, the joint type and the welding process itself.