Schweißen exotischer Materialien

Im Zuge der Leichtbauziele werden die Maschinen von AWL immer öfter zum Schweißen heiß gepresster Stahlsorten mit Borlegierung eingesetzt, wie für Usibor, ein Material mit extrem hoher Festigkeit (> 1.000 N/mm) und einer äußerst hohen Dehngrenze. Usibor wird daher vor allem für Fahrgastzellen von Autos verwendet.

20. Juni 2013

Der große Vorteil von Usibor liegt darin, dass aufgrund der Stärke dünneres Plattenmaterial verwendet werden kann, um dieselben Ergebnisse zu erhalten. Dünneres Plattenmaterial bedeutet eine Gewichtsreduktion, die in der Fahrgastzellenkonstruktion einer Karosserie bis zu 25 kg bringen kann.

Das Schweißen von Usibor ist jedoch eine Herausforderung. Diese ist hauptsächlich auf die Aluminium-Silizium-Beschichtung (AlSi) des Materials zurückzuführen. Diese Beschichtung ist notwendig, da das Material heiß gepresst werden muss, um während des Pressens die notwendige Verformung zu ermöglichen. Die Beschichtung sorgt dafür, dass die Teile während dieses Prozesses, in dem die Teile auf 900 °C erhitzt werden, nicht oxidieren. Die Beschichtung selbst und vor allem das Aluminium in der Beschichtung beeinflusst jedoch den Schweißprozess.

AWL hat bereits mehrere Maschinen zum Schweißen von Teilen aus Usibor gebaut. Hierfür werden als Methoden das Punkt-, Laser- und MIG-Schweißen verwendet. Alle Prozesse benötigen eine eigene Herangehensweise an das Material. Beim Punktschweißen muss der exakten Positionierung der Elektroden und einer niedrigeren Stromdichte besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Beim Laserschweißen von Usibor treten kaum Probleme auf. Nur vom Verschweißen von Usibor mit Usibor wird derzeit noch abgeraten. Die Schweißnahtfestigkeit wird dann niedriger als Usibor selbst, da die Beschichtung in die Schweißnaht läuft und diese schwächt.

„Wir erwarten, in Zukunft verstärkt mit Usibor und anderen Stahlsorten mit Borlegierungen zu arbeiten, da die Gewichtsersparnis im Trend bleibt. In den neuen Automodellen werden wir sicher in zunehmendem Maße auf diese Materialien treffen. Hierdurch wird auch die Nachfrage nach Produktions- und Verarbeitungsmaschinen stark zunehmen", so Ton Sol, Weld and Process Engineer bei AWL.

AWL hat inzwischen viel Erfahrung mit solchen „exotischen“ Materialien sammeln können und kann somit auch auf diesem Gebiet seine Kunden in ihrer Testumgebung unterstützen.