Elektrokinetische Messungen in den Laserschweißnähten

Tabelle 1 zeigt die Übersicht der verwendeten Parameter zur Erzeugung von Laserschweißnähten. Es wurden zwei Nähte im cw-Modus mit hoher Leistung hergestellt. Dabei wurde die erste Naht mit einer sehr hohen Geschwindigkeit und einer Fokuslage im Werkstoff erzeugt. Es resultiert eine schmale und tiefe Naht, die geeignet ist, Blechstapel am Umfang mit einer Einschweißtiefe von einigen Millimetern herzustellen.

Die Parameter der Naht zwei mit einer großen Defokussierung und geringen Geschwindigkeit resultiert in einer flachen, breiten Naht, um z.B. poröse Sintermetalle in dünne Bleche zu integrieren und spalte zu überbrücken. Allerdings ist der Wärmeeintrag gegenüber der ersten Naht deutlich erhöht.

Die restlichen drei gepulst geschweißten Nähte wurden mit Spitzenleistungen von 1 kW mit unterschiedlichen mittleren Leistungen und Geschwindigkeiten geschweißt. Aufgrund kurzer Pulsdauern kann davon ausgegangen werden, dass aufgrund Selbstabschreckung der folgende Puls bereits wieder erstarrtes Material trifft. Der Wärmeeintrag ist gegenüber dem cw-Modus erheblich reduziert. Solche Nähte eignen sich vor allem für Gehäuse oder andere Strukturen mit geringer thermischer Masse, deren Selbstabschreckungsvermögen begrenzt ist.

Tabelle 1: Parameter beim Schweißen der Probeschweißnähte

Schweißnaht		Laser	P [W]	v [m min-1]	Fokuslage [mm]	f [Hz]	t [ms]
1		cw	2500	8,0	-1,0	-	-
2		cw	2500	1,0	+5,0	-	-
3		Puls	750	6,0	+1,0	1000	0,75
4		Puls	300	2,4	+1,0	400	0,75
5		Puls	120	0,2	+1,0	30	0,40

Aufgrund der vorherigen Befunde wurden nur noch die beiden Werkstoffe 2.4700 und 2.4602 für die elektrokinetischen Messungen an Schweißnähten betrachtet. Tabelle 2 gibt Ruhepotentiale und jährliche Abtragsraten für Abbildung 1 und Abbildung 2 wieder.

Für beide Werkstoffe fällt auf, dass die Abtragsrate für die langsame Geschwindigkeit der cw-Schweißung deutlich größer ausfällt, als bei allen anderen Schweißnähten.

Es kann gefolgert werden, dass sowohl gepulstes als auch sehr schnelles cw-Schweißen zu vergleichbar geringer Verschlechterung der Korrosionseigenschaften führt. Bei konventionellen Schweißverfahren mit geringer Prozessgeschwindigkeit hingegen muss immer mit deutlich schlechterer Beständigkeit der Schweißnähte gerechnet werden, da keine ausreichend hohen Abkühlgeschwindigkeiten realisiert werden können.

Abbildung 1: Lokale Stromdichte-Potential-Kurven der fünf Schweißnähte von 2.4602 bei 85 °C in 70%-iger Schwefelsäure inklusive Lage der Ruhepotentiale

Abbildung 2: Lokale Stromdichte-Potential-Kurven der fünf Schweißnähte von 2.4700 bei 85 °C in 70%-iger Schwefelsäure inklusive Lage der Ruhepotentiale