{"id":7078,"date":"2020-12-08T15:52:50","date_gmt":"2020-12-08T15:52:50","guid":{"rendered":"https:\/\/pronexos.com\/?p=7078"},"modified":"2020-11-12T15:35:13","modified_gmt":"2020-11-12T15:35:13","slug":"qualifizierung-des-elektronenstrahlschweissverfahrens","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.pronexos.com\/de\/qualifizierung-des-elektronenstrahlschweissverfahrens\/","title":{"rendered":"Qualifizierung des Elektronenstrahl-schwei\u00dfverfahrens"},"content":{"rendered":"
\"Welded
Geschwei\u00dftes Rohr aus TZM-Legierung mit Gro\u00dfaufnahme im Ausschnitt<\/figcaption><\/figure>\n

Pronexos ist eines von sehr wenigen Unternehmen, die Elektronenstrahlschwei\u00dfen im eigenen Haus anbieten k\u00f6nnen. Wir verf\u00fcgen \u00fcber die erforderlichen Anlagen und das Fachwissen, um Qualit\u00e4tsprodukte f\u00fcr Kunden in kleinen oder gro\u00dfen St\u00fcckzahlen zu produzieren.<\/p>\n

Wenn Pronexos einen Auftrag zum Elektronenstrahlschwei\u00dfen erh\u00e4lt, dann beginnt zun\u00e4chst eine intensive Testphase. Ein neues Produkt muss diverse Phasen f\u00fcr ein Schwei\u00dfverfahren-Qualifizierungsprotokoll durchlaufen. Zuerst m\u00fcssen die Schwei\u00dfparameter anhand vereinfachter Testst\u00fccke bestimmt werden.<\/p>\n

Die geschwei\u00dften Testst\u00fccke werden quer aufgeschnitten, geschliffen und ge\u00e4tzt und dann mit dem Mikroskop untersucht. Sobald die endg\u00fcltigen Schwei\u00dfparameter in der Schwei\u00dfverfahrensspezifikation definiert wurden, werden die finalen Schwei\u00dfkonturen programmiert, bei Bedarf zum Beispiel mit einem Versatz von 1 mm im Verh\u00e4ltnis zur Schwei\u00dfnaht. Anschlie\u00dfend folgen noch Leck- und Drucktests, bevor das Schwei\u00dfverfahren in Arbeitsanweisungen festgehalten wird.<\/p>\n

Beispiel-Projekt 1 \u2013 Schwei\u00dfen einer TZM-Legierung<\/h2>\n
\"Cross
Querschnitt von Kupfer und Edelstahl<\/figcaption><\/figure>\n

F\u00fcr eine Nuklearanwendung wurden Schwei\u00dftests mit TZM-Legierung (Titan, Zirkonium, Molybd\u00e4n) durchgef\u00fchrt. Diese Legierung besteht aus rund 99 % Molybd\u00e4n, 0,5 % Titan, 0,08 % Zirkonium und 0,02 % Kohlenstoff. F\u00fcr die Tests wurden zwei kleine Rohre mit einer Wandst\u00e4rke von 3,7 mm verschwei\u00dft.<\/p>\n

Die charakteristischen Merkmale von Molybd\u00e4n sind eine sehr hohe Schmelztemperatur (2620 \u00b0C), sehr hohe Empfindlichkeit gegen\u00fcber Oxidation und beschr\u00e4nkte Schwei\u00dfbarkeit. Molybd\u00e4n neigt zu Verspr\u00f6dung. Wenn keine wirkungsvollen Ma\u00dfnahmen getroffen werden, f\u00fchrt Schwei\u00dfen im Molybd\u00e4n zu Kornwachstum, und in der Schwei\u00dfnaht sowie in der W\u00e4rmeeinflusszone entstehen spr\u00f6de Strukturen. Auch die Risshaltetemperatur ist hier von hoher Relevanz. Materialien, die oberhalb dieser Temperatur verformbar sind, werden spr\u00f6de, wenn sie bis unter die Risshaltetemperatur abk\u00fchlen. Diese Temperatur liegt bei Molybd\u00e4n bei 150 \u00b0C bis 260 \u00b0C, daher muss die Schwei\u00dfung oberhalb dieser Temperatur durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n

Durch W\u00e4rmebehandlung, Schwei\u00dfen mit minimaler W\u00e4rmezugabe und extrem sauberes Arbeiten war es m\u00f6glich, eine gute Schwei\u00dfverbindung zu erzeugen. F\u00fcr das Vorw\u00e4rmen wurde ein divergenter Elektronenstrahl direkt in der Vakuumkammer verwendet. In den ersten Tests, bei denen die geringe Spannung nicht nach dem Schwei\u00dfen durch Spannungsarmgl\u00fchen beseitigt wurde, traten nach dem Schwei\u00dfen Risse auf. Erst nach dem Spannungsarmgl\u00fchen in einem Vakuumofen traten keine Risse mehr im geschwei\u00dften Produkt auf.<\/p>\n

Dieses Bild zeigt ein Detail der Schwei\u00dffl\u00e4che des geschwei\u00dften TZM-Rohrs. Der Ausschnitt zeigt eine Gro\u00dfaufnahme der Schwei\u00dfnaht (Schwei\u00dftiefe 3,8 mm, Breite in halber Tiefe 0,7 m).<\/p>\n

Beispiel-Projekt 2 \u2013 Kupfer an Edelstahl<\/h2>\n

Bei einer anderen Anwendung musste Kupfer an Edelstahlscheiben verschwei\u00dft werden. Die Vorgabe lautete, eine robuste Schwei\u00dfnaht mit 3 bis 4 mm Tiefe zu fertigen.<\/p>\n

Diese Schwei\u00dfnaht sollte keinen Festigkeitspr\u00fcfungen unterzogen werden. Die Herausforderung beim Verschwei\u00dfen von Kupfer und Edelstahl besteht darin, dass Kupfer ein sehr guter W\u00e4rmeleiter ist, Edelstahl aber nicht. Auch die Schmelzpunkte der Materialien sind verschieden.<\/p>\n

Die beiden Werkstoffe konnten gef\u00fcgt werden, indem eine besonders breite Schwei\u00dfnaht hergestellt wurde. Daher entstand gar keine Schmelze zwischen Kupfer und Edelstahl, sondern eher eine Art Schmelzemulsion.<\/p>\n

Am Ausgangsmaterial, in der Schwei\u00dfnaht und in beiden W\u00e4rmeeinflusszonen wurden H\u00e4rtemessungen durchgef\u00fchrt. Diese zeigten, dass weder in der Schwei\u00dfnaht noch in den W\u00e4rmeeinflusszonen harte Phasen vorlagen, die zu Verspr\u00f6dung f\u00fchren k\u00f6nnten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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