Effiziente Hochleistungsverfahren für das Fügen dickwandiger Großkonstruktionen

Hohe Arbeitsdrücke sowie extreme statische und dynamische Belastungen beim Betrieb von Rohrleitungen oder Komponenten in der gas- und petrochemischen Industrie sowie dem Schiff- und Offshore-Bau erfordern den Einsatz hochfester Stahlwerkstoffe. Da diese an ihren Festigkeitsgrenzen eingesetzt werden, müssen die Wanddicken der Bauteile entsprechend ausgelegt werden, damit ein sicherer Betrieb gewährleistet ist. Bauteile mit Blechdicken von drei bis hin zu 450 Millimetern sind keine Seltenheit. Wir entwickeln Hochleistungsfügeverfahren, die beim Fügen dickwandiger Großkonstruktionen sowohl wirtschaftlichen Nutzen – wie hohe Füllgeschwindigkeiten und kleinere Schweißnahtvolumen – als auch technologische Vorteile – etwa einen geringeren Wärmeeintrag ins Bauteil – mit sich bringen.

 

Laserhybrid- und Engspalt-Unterpulverschweißen

Wir entwickeln ein Verfahren, mit dem der effiziente Hochleistung-Laserstrahl-Hybrid-Prozess mit dem Engspalt-Unterpulverschweißen zum Fügen von dickwandigen Konstruktionen eingesetzt werden kann. Dadurch wird die Fertigungszeit reduziert und die Wirtschaftlichkeit des Schweißprozesses bei zunehmender Qualität erhöht. 

 

Mehrdraht-Unterpulver-Schweißen

Beim Unterpulverschweißverfahren wird das flüssige Schmelzbad vor atmosphärischen Störeinflüssen durch ein Pulver geschützt. Das Verfahren zeichnet sich durch einen guten thermischen Wirkungsgrad und eine hohe Abschmelzleistung aus. Dabei erlaubt unsere UP-Schweißanlage, gleichzeitig fünf einzeln angesteuerte Schweißdrähte der Schweißzone zuzuführen.

Elektronenstrahlschweißen

Mittels Elektronenstrahl lassen sich metallische Werkstoffe mit höchster Präzision schweißen, beschichten, härten und gravieren. Schlanke Nähte mit Einschweißtiefen bis zu 100 mm in Aluminium und 50 mm in Stahl sind kein Problem, aber auch ambitionierte Fertigungsaufgaben wie Mischverbindungen und das Schweißen von Kupfer oder heißrissgefährdeten Nickelbasis-Superlegierungen sind möglich. Nutzen auch Sie dieses hoch flexible und voll automatisierte Verfahren für Ihre Produktion.

Laserstrahlschweißen von Dickblech

Hohe Geschwindigkeit, große Nahttiefe, geringe Wärmebelastung und äußerste Präzision machen das Laserstrahlschweißen zur Technologie der Zukunft. Von dieser Technologie profitiert der Dickblechbereich besonders, denn hier bringt ein geringer Nahtquerschnitt massive wirtschaftliche Vorteile. So können bis zu 20 mm dicke Stahlbleche mit dem Laserstrahl in einer Lage verschweißt werden. Das Verfahren ist voll automatisiert und weist eine hervorragende Reproduzierbarkeit auf.

Hybride Schweißprozesse

Das Laserhybridschweißen hat sich aufgrund der Nutzung der Synergieeffekte des Laserstrahl- und des Lichtbogenschweißverfahrens etabliert. Damit können hohe Einschweißtiefen bei gleichzeitig geringer Empfindlichkeit gegenüber Spalt- und Kantenversatz erzielt werden. Somit lassen sich ganze Rohre mit einer Materialdicke von bis zu 16 mm einlagig schweißen. Mit einer elektromagnetischen Schmelzbadunterstützung lassen sich sogar bis zu 30 mm dicke Bleche einlagig schweißen.

 

Verbindungsschweißen additiver Bauteile

Das Schweißen additiv gefertigter Bauteile bringt Effizienz in Ihre Produktion. Sie können anlagenbedingte Einschränkungen der Bauteildimension überwinden, neue Komponenten in Baugruppen integrieren, ein flexibleres Design realisieren oder verschiedene AM-Verfahren kombinieren. Wir übernehmen Prozessauslegungen und Machbarkeitsstudien für spezifische Anwendungsfälle.

Case Study: Mehrdraht-Unterpulverschweißen von Großrohren (SMS group)

 

Michael Stark: Leiter Spiralrohr, Schweiß- und Beschichtungstechnologie bei SMS group

"Der große Vorteil der Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPK ist, dass wir komplexe industrielle Fertigungsprozesse und Neuentwicklungen für Kunden vorab testen können."

Ihr Ansprechpartner beim Fraunhofer IPK

 

Gerne sprechen wir individuell über Ihre Herausforderung und präsentieren unsere Lösungsansätze. Lassen Sie sich ganz unverbindlich beraten.

Mithilfe anwendungsorientierter Forschung entwickeln wir Lösungen entlang des gesamten industriellen Wertschöpfungskreislaufs.

 

Ihr Ansprechpartner:

Dr. Sergej Gook

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Telefon +49 30 39006-375

Ausgewählte Referenzen

MSG-Engspaltschweißen

Unser mechanisiertes, sensorgestütztes Engspaltschweißsystem hilft, qualitativ hochwertige Schweißnähte effizient herzustellen.

Produktivitätssteigerung für den Offshore-Pipelinebau

Zur Effizienzsteigerung im Pipelinebau adaptieren wir neuartige Schweißverfahren für den Offshore-Einsatz.

Fünfdraht-Unterpulver-Schweißanlage

Große Abschmelzleistungen und Füllgeschwindigkeiten lassen sich mit unserer Mehrdraht-Unterpulver-Schweißanlage realisieren.

Fehlerfreies Schweißen von Rundnähten

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Verfahrens für das fehlerfreie Laser-Hybrid-Schweißen von geschlossenen Schweißnähten.

Elektronenstrahlschweißen von additiv gefertigten Bauteilen

Wir passen Fügetechnologien auf die besonderen Eigenschaften von AM-Teilen aus Nickelbasislegierungen an.