Prakt. Met. Sonderband 47 (2015) 139
Sl Laserstrahl-MSG-Hybridschweilen von Rohren aus Hochfestem
Vet Stahl API-X80/ -X100
Wegh
NIchger;, +
S. Gook
Fraunhofer-Institut fiir Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik, Pascalstra3e 8-9, 10587 Berlin
A. Gumenyuk, M. Rethmeier
BAM Bundesanstalt fiir Materialforschung und —priifung, Unter den Eichen 87, 12205 Berlin
1 Einführung
AR
Die Laserstrahl-Hybrid-Schweifitechnologie erweist sich in der schweißtechnischen Fertigung im-
mer mehr als innovative Alternative gegenüber anderen Schweilverfahren und ist bereits bei vielen
metallverarbeitenden Unternehmen im Einsatz.
ale nach Ein großes wirtschaftliches Potential des Laserstrahl-Hybridschweißverfahrens gegenüber den kon-
Kommt. Bei ventionellen Schweißverfahren, wie dem WIG-, MSG- oder UP-Schweißverfahren resultiert aus
risches Vi. wesentlichen Vorteilen der Laserstrahl-Hybrid-Schweißtechnik, wie der hohen erreichbaren Ein-
destin _ schweiBtiefe und SchweiBgeschwindigkeit sowie der geringen Wiarmebelastung des Bauteils beim
i ener rely Schweißen. Insbesondere im Dickblechbereich z.B. bei der Herstellung von Großrohren werden die
atoren. mit genannten Vorteile der Laserstrahl-Hybrid-Schweiltechnik bemerkbar. Hier fiihrt z.B. ein reduzier-
ter Nahtquerschnitt zu einer deutlichen Ersparnis an Zusatzwerkstoff.
Es sei hierzu aber erwähnt, dass die schweißtechnische Verarbeitung von modernen höherfesten
Werkstoffen, wie z.B. API-X80/ -X100/ -X120, eine besondere werkstoffseitige Herausforderung
darstellen kann, da diese Werkstoffe gegenüber der während des Schweißens zugeführten Prozess-
wärme empfindlich sind. So z.B. ist die üblich hohe Wärmeeinbringung beim UP-Schweißen von
vil Längsnähten folglich eine Gefährdung für die Festigkeit der Warmeeinflusszone (WEZ). Im Spezi-
am unc ellen wurden bei der Güte X80 im Bereich zwischen -60 °C und -40 °C sowie an X100-Stählen bei
ar -40 °C lokale grobkörnige Gefügebereiche mit verminderter Festigkeit in der WEZ identifi-
i. ziert [1, 2]. Der Einsatz eines Laserhybridprozesses fiihrt hingegen zu einer schmaleren WEZ mit
“ vernachlissigbarer Kornvergroberung, so dass die Festigkeitseigenschaften der Schweiverbindung
weniger negativ beeinflusst werden.
bet green Insbesondere sind für den sicheren Betrieb von Rohrleitungen für Transport von Erdgas und Erdöl
agtives Lot neben den Festigkeitseigenschaften die nach DIN EN 10208 geforderten Kerbschlagzéhigkeiten fiir
die SchweiBverbindung zu garantieren. Die hohen Abkiihlraten (kurze tg/s-Zeit) beim Laserhybrid-
schweiBen konnen zu einer Aufhirtung in der WEZ fiihren, was folglich in einer Versprodung der
SchweiBverbindung resultieren kann. Da ein Vorwirmen und/oder WirmenachbehandlungsmaB-
nahmen in der GroBserienproduktion von GroBrohren die Produktionseffizienz und somit die
Durchsatzrate verringern würde, ist die Zähigkeit der Laser-MSG-Hybridnähte vornehmlich über
das Erstarrungs- und Aufmischungsverhalten zu kontrollieren.
Das Ziel dieser Arbeit war es, geeignete Zusatzwerkstoffe für das Laserstrahlhybridschweißen der
net hochfesten Pipelinewerkstoffe zu identifizieren und die Möglichkeiten einer schweißmetallurgischen
Beeinflussung der Zähigkeit der laserhybridgeschweißten Nähte zu demonstrieren.
Ferner sollen die ermittelten optimalen Schweißprozessparameter dazu beitragen, geeignete höher-
feste Grund-Zusatzwerkstoffkombinationen mit den geforderten Festigkeits- und Zähigkeitseigen-
schaften für das Laserstrahlhybridschweißen in der Großrohrfertigung zu etablieren.
