Prakt. Met. Sonderband 38 (2006) 255 
Mikrostrukturelle Untersuchungen von lasergeschweiRtem AA5083- 
H111 mit AA6013-T6 
S. Lenser*, H.-G. Brokmeier*, R. Schwarzer**, V. Ventzke***, S. Riekehr*** 
* Institut fur Werkstoffkunde und Werkstofftechnik, Technische Universitat Clausthal 
** Institut für Physik und Physikalische Technologien, Technische Universität Clausthal 
** GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH, Abteilung WMF — Fügen und Bewerten 
1. Abstract 
Aluminium ist aufgrund seiner positiven Materialeigenschaften das weltweit am meisten 
verwendete Leichtmetall, dessen Hauptanwendungen im Flugzeug—- und Automobilbau 
liegen. Neue Produktionsmethoden tragen zur Verbesserung der Qualität und 
Reduzierung der Kosten bei [1]. Die Verfügbarkeit von Hochleistungslasern ermöglichte 
die Anwendung dieser Methode bei der Bearbeitung von artgleichen wie artungleichen 
Aluminiumlegierungen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Untersuchungen zur Mikro- 
und Makrostruktur der Al-Legierungen AA5083-H111 und AA6013-T6 vorgestellt, welche 
als gewalzte Bleche unterschiedlicher Dicke vorlagen. Der artfremde Schweißprozess 
erfolgte bei unterschiedlichem Vortrieb des Schweißroboters eines Nd:YAG-Lasers. Die 
Charakterisierung wurde mit Hilfe von Rasterelektronenmikroskopie (Mikroskopie und 
EDX-Analyse) und Texturuntersuchungen durchgeführt. 
2. Einleitung 
Mit der Verfügbarkeit von ausgereiften Hochleistungslasern konnte die etablierte 
Fügemethode des Laserschweißens erfolgreich bei der Verbindung von Al-Legierungen 
eingeführt werden. Die verfahrensspezifischen Vorteile, wie eines kleinen thermischen 
Verzugs, einer hohen lokalen Energieeinbringung, einer hohen 
Bearbeitungsgeschwindigkeit und daraus folgend einer geringen Wärmebelastung für das 
Werkstück, können erfolgreich mit den positiven Eigenschaften der Aluminiumlegierungen, 
wie geringe Dichte oder hohe Festigkeit, verknüpft werden. Insbesondere beim Flugzeug- 
und Automobilbau haben Aluminiumlegierungen einen traditionell hohen Anteil. In 
heutigen Verkehrsflugzeugen beträgt der Aluminiumanteil etwa 2/3 der Gesamtmasse. Zur 
Reduzierung des Gewichts und somit der Kosten werden moderne Schweißverfahren 
verwendet, die aufwendige Fügemethoden wie Nieten oder Kleben ersetzen. 
Dieser Beitrag befasst sich mit der Untersuchung der lasergeschweißten Al-Legierungen 
AA5083-H111 (AI5083) und AA6013-T6 (Al6013). Die Hauptanwendungen von Al5083 
sind Schweil’konstruktionen, Anwendungen als Druckbehélter, Tragwerke oder im Bereich 
der Tieftemperaturtechnik [2]. Die Legierung Al6013 wurde urspringlich fir die ameri- 
kanische Automobilindustrie als leichtes Material zur Substitution von Stahl entwickelt und 
wird im Flugzeugbau verwendet. So wurde der Rumpf des U-Boot-Bekdmpfungsflugzeug 
Lockheed P-7 A zu Beginn der 90er Jahre nahezu vollständig aus Al6013 hergestellt [3]. 
Besonders aushärtbare Legierungen haben ein günstiges Verhältnis von Streckgrenze zu 
Gewicht und sind deshalb im Flugzeugbau bevorzugt einzusetzen [4]. 
Durch den Schweißprozess werden die Nahtzone und die benachbarten Bereiche 
erheblich thermisch beansprucht. Die Breite der Wärmeeinflusszone (WEZ) zu beiden