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Induction Assisted Welding Technologies in Steel Utilization (INDUCWELD)

Leitung:Prof. Dr.-Ing. B. Nacke
Bearbeitung:Dipl.-Ing. M. Mach
Laufzeit:07/2005 - 06/2008
Förderung durch:Research Programme of the Research Fund for Coal and Steel RFSR-CT-2005-00040
Bild Induction Assisted Welding Technologies in Steel Utilization (INDUCWELD)

Ursprünglich in der Automobilindustrie zur Gewichtsreduzierung eingesetzte höherfeste Stähle werden zunehmend  in vielen Industriezweigen, wie etwa dem Anlagenbau, bei schweren Baumaschinen und dem Schiffsbau, verwendet. Gewichtsreduzierung, hohe Verschleißfestigkeit, kombiniert mit einer hohen Zähigkeit in einem großen Temperaturbereich, und andere signifikante Vorteile von höherfesten Stählen sind für den Einsatz ausschlaggebend. Aufgrund der metallurgischen Eigenschaften sind diese Stähle relativ schwierig zu schweißen. Diese Beschränkung für eine breitere Anwendung von höherfesten Stählen kann durch den Einsatz von angepassten Schweißverfahren kombiniert mit induktiver Erwärmung überwunden  werden.

Vor diesem Hintergrund wurde die letzten drei Jahre das europäische Forschungsprojekt INDUCWELD bearbeitet, welches nun erfolgreich abgeschlossen werden konnte. Mit dem Ziel, die Temperatur im Nahtbereich während des Schweißprozesses gezielt zu führen und die Abkühlzeiten zu erhöhen, sollte eine verbesserte Verformbarkeit und Zähigkeit der Bauteile erreicht werden.

Das Institut für Elektroprozesstechnik hatte die Aufgabe, für verschiedene Anwendungen mit flachen sowie mit rotationssymmetrischen Bauteilen das induktive System optimal auszulegen. Hierzu wurde ein numerisches Modell entwickelt, um das thermische Verhalten des gesamten Prozesses nachbilden zu können. Neben der elektromagnetisch-thermischen Berechnung der induktiven Erwärmung wird auch die eingebrachte Energie der Strahlverfahren berücksichtigt. Über ein Interface-Modul können verschiedene Strahlverfahren (z.B. Laser, Laser-MSG-Hybrid, Plasma, MAG) und die induktive Erwärmung in unterschiedlichen Kombinationen simuliert werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die zusätzliche Energieeinbringung durch die  induktive Erwärmung einen positiven Einfluss auf die schweißbarkeit haben kann. Durch Optimierung der Prozessparameter Frequenz, Leistung und Erwärmungszeit sowie des Designs des induktiven Systems kann eine gezielte Temperaturführung erreicht werden. Dies kann zum einen zur Verbesserung der Nahteigenschaften führen und zum anderen eine erhöhte Produktivität ermöglichen. Ein hohes Potential bietet die Anwendung einer zusätzlichen Energieeinbringung insbesondere bei schwer schweißbaren Stahlsorten.

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