DE102006021911B4 - Hybrid welding process, weld and machine part - Google Patents

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Abstract

Hybridschweißverfahren zum Verschweißen von Werkstücken, wobei wenigstens ein Werkstück aus einem aufhärtungsempfindlichen Werkstoff besteht, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
– Ein Laserstrahlschweißprozess wird mit einem Lichtbogenschweißprozess gekoppelt;
– die Schweißenergien des Laserstrahlschweißprozesses und des Lichtbogenschweißprozesses werden in eine gemeinsame Prozesszone eingekoppelt;
– in das durch den Laserstrahlschweißprozess und den Lichtbogenschweißprozess in der Prozesszone aufgeschmolzene Schweißbad wird ein Schweißzusatzwerkstoff eingebracht, der das Schweißbad metallurgisch beeinflusst,
– wobei der Schweißzusatz in Form eines mittellegierten Zusatzes mit einer Gesamtsumme der Anteile der Legierungselemente von mindestens 3% in Form von NiMoCr oder eines NiMoCr-Legierungstyps ausgebildet ist oder
– wobei der Schweißzusatz ein Material vom Legierungstyp CrNiMn mit mindestens 18% Cr, mindestens 8% Ni und mindestens 3% Mn ist.Hybrid welding method for welding workpieces, wherein at least one workpiece consists of a hardenable material, characterized by the following steps:
A laser beam welding process is coupled with an arc welding process;
The welding powers of the laser beam welding process and of the arc welding process are coupled into a common process zone;
In the welding bath melted by the laser beam welding process and the arc welding process in the process zone, a welding filler is introduced, which metallurgically influences the weld pool,
- Wherein the filler is formed in the form of a medium-alloyed additive with a total of the proportions of the alloying elements of at least 3% in the form of NiMoCr or a NiMoCr alloy type, or
- wherein the welding filler is a material of the alloy type CrNiMn with at least 18% Cr, at least 8% Ni and at least 3% Mn.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Hybridschweißverfahren zum Verschweißen von Werkstücken. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Schweißnaht zur Verbindung wenigstens zweier Werkstücke sowie ein Maschinenteil, gebildet aus wenigstens zwei miteinander verschweißten Werkstücken. Schließlich betrifft die Erfindung auch die besondere Verwendung eines Hybridschweißverfahrens.The The present invention initially relates to a hybrid welding process for welding of workpieces. Furthermore, the invention relates to a weld for connection at least two workpieces and a machine part, formed from at least two together welded Workpieces. After all The invention also relates to the particular use of a hybrid welding process.

Stahlwerkstoffe mit Kohlenstoffgehalten größer 0,30%, beziehungsweise mit Kohlenstoffäquivalenten größer 0,40% sind wegen ihrer hohen Rissneigung und Aufhärtungsempfindlichkeit bisher konventionell nicht, beziehungsweise nur bedingt laserschweißbar. Beim Laserschweißen wird ein Laserstrahl über eine optische Einrichtung auf das Werkstück fokussiert, wo er die Schweißstelle auf Schweißtemperatur erwärmt.Steel materials with carbon contents greater than 0.30%, or with carbon equivalents greater than 0.40% are so far because of their high tendency to crack and hardening sensitivity Conventionally not, or only partially laser weldable. At the laser welding becomes a laser beam over an optical device focused on the workpiece where it is the weld on welding temperature heated.

Aufgrund erhöhter Bauteil- und Verschleißfestigkeitsanforderungen sollen wie vorstehend beschriebene Werkstoffe derzeit verstärkt in Schweißkonstruktionen eingesetzt und lasergeschweißt werden. Bislang eingesetzte Fügetechniken, beispielsweise EB-Schweißen (Elektronenstrahl-Schweißen), Nieten oder dergleichen sind mit kostenintensiven vor- und nachgelagerten Prozessschritten verbunden.by virtue of increased Component and wear resistance requirements As the materials described above are currently reinforced in welded structures used and laser welded become. Hitherto used joining techniques, For example, EB welding (electron beam welding), riveting or the like are with costly upstream and downstream Process steps connected.

Bei den bisher eingesetzten Laserstrahl-Schweißverfahren handelt es sich beispielsweise um Laserschweißverfahren mit induktiver Vorwärmung, dem so genannten Laserinduktionsschweißen, oder aber um Laserschweißen unter Verwendung eines Schweißzusatzwerkstoffs in Form eines Zusatzdrahts. Diese bekannten Laserschweißverfahren weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf.at The previously used laser beam welding process is for example, laser welding with inductive preheating, the so-called laser induction welding, or to laser welding under Use of a filler metal in the form of an additional wire. These known laser welding methods However, they have a number of disadvantages.

So steht beispielsweise nur ein begrenzter Arbeitsbereich bezüglich der Werkstoffe, der Wanddicken und der Stoßgeometrie zur Verfügung. Die Einsetzbarkeit der bekannten Verfahren ist stark bauteilabhängig und daher nicht bei allen Bauteilen anwendbar. Eine Rissfreiheit unter bestimmten Anwendungsbedingungen, beispielsweise beim Schweißen aufhärtungsempfindlicher Werkstoffe, speziell bei Axialnähten im I-Stoß mit Absatz bis 8 mm Tiefe ist nicht gewährleistet. Insbesondere sind legierte Vergütungs- und Einsatzstähle aufgrund ihres Erstarrungsverhaltens praktisch nicht rissfrei laserschweißbar.So For example, there is only a limited work area with respect to Materials, the wall thicknesses and the impact geometry available. The Applicability of the known methods is highly component dependent and therefore not applicable to all components. A crack under certain conditions of use, for example during welding more susceptible to hardening Materials, especially for axial seams in the I bump with Heels up to 8 mm deep are not guaranteed. In particular are alloyed remuneration and case-hardened steels practically not crack-free laser weldable due to their solidification behavior.

In der Vergangenheit haben sich ebenfalls so genannte Hybridschweißverfahren etabliert, bei denen ein Laserstrahlschweißverfahren mit wenigstens einer Laserquelle als Schweißenergiequelle mit einem Lichtbogenschweißverfahren mit wenigstens einer Lichtbogen-Schweißquelle als Energiequelle gekoppelt wird. Bei einem Lichtbogenschweißverfahren handelt es sich generell um ein Schweißverfahren, bei dem ein zwischen einer Elektrode und einem Werkstück brennender Lichtbogen die Wärmequelle bildet. Dieser schmilzt die Fügeteile an und kann mit Gleich- oder Wechselstrom betrieben werden. Häufig wird beim Lichtbogenschweißen ein Schweißzusatzwerkstoff, oftmals in Form eines Zusatzdrahts verwendet, der durch den Lichtbogen abgeschmolzen wird. Bei einer bestimmten Art des Lichtbogenschweißens handelt es sich beispielsweise um das so genannte MSG-Schweißen (Metall-Schutzgas-Schweißen).In The past also has so-called hybrid welding processes established in which a laser beam welding process with at least one Laser source as a welding power source with an arc welding process coupled with at least one arc welding source as an energy source becomes. In an arc welding process is generally a welding process, at the one burning between an electrode and a workpiece Arc forms the heat source. This melts the parts to be joined and can be operated with DC or AC. Frequently becomes during arc welding a welding filler, often used in the form of an additional wire, by the arc is melted off. In a certain type of arc welding is it is, for example, the so-called MSG welding (metal inert gas welding).

Häufig ist bei einem solchen Hybridschweißverfahren vorgesehen, dass die Energien der Laser-Schweißenergiequelle und der Lichtbogen-Schweißenergiequelle in einer gemeinsamen Prozesszone eingekoppelt werden.Frequently in such a hybrid welding process provided that the energies of the laser welding power source and the arc welding power source be coupled in a common process zone.

Hybridschweißverfahren der vorgenannten Art sind bereits weitläufig bekannt und werden beispielsweise in der DE 196 08 074 C2 , der DE 198 49 117 A1 , der DE 196 27 803 C1 oder der DE 198 49 117 A1 beschrieben.Hybrid welding of the aforementioned type are already widely known and are used for example in the DE 196 08 074 C2 , of the DE 198 49 117 A1 , of the DE 196 27 803 C1 or the DE 198 49 117 A1 described.

Auch diese bekannten Hybridverfahren weisen jedoch den Nachteil auf, dass damit ein rissfreies Schweißen aufhärtungsempfindlicher Werkstoffe nicht ohne weiteres gewährleistet ist.Also However, these known hybrid methods have the disadvantage, that therefore a crack-free welding of hardening sensitive materials not readily guaranteed is.

Mit der DE 100 13 430 A1 ist ein Schweißverfahren bekannt geworden zum Verbinden von Bauteilen aus einsatzgehärteten Stahl untereinander oder mit Bauteilen aus Gusseisen, wobei als Zusatzwerkstoff ein X10CrNiTi18 9 oder Reinnickel verwendet wird. Über die Art des Schweißverfahrens an sich, sind der Schrift keine Angaben entnehmbar.With the DE 100 13 430 A1 For example, a welding method has become known for joining components made of case-hardened steel with one another or with components made of cast iron, with the filler material used being an X10CrNiTi18 9 or pure nickel. About the type of welding process itself, the font no information can be removed.

Aus der DE 197 29 781 C1 geht ein Verfahren zum WIG-Schweißen von Werkstücken aus einem aufhärtungsempfindlichen Werkstoff mit einem Kohlenstoffgehalt von 0.3–0.5% hervor, wobei ein Schweißzusatz in Form von NiCr20Nb verwendet wird.From the DE 197 29 781 C1 discloses a method of TIG welding workpieces made from a thermosensitive material having a carbon content of 0.3-0.5%, using a filler metal filler in the form of NiCr20Nb.

Die DE 26 09 805 B2 beschreibt ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem ein Schweißzusatz auf Basis einer NiMoCr-Legierung eingesetzt wird. Hinweise, mittels dieses Schweißzusatzes Werkstücke aus einem aufhärtungsempfindlichen Werkstoff zu verschweißen sind dieser Schrift nicht zu entnehmen.The DE 26 09 805 B2 describes an arc welding process in which a welding additive based on a NiMoCr alloy is used. Instructions for welding workpieces made of a hardenable material by means of this welding additive are not to be found in this document.

Des Weiteren ist es aus der GB 1 293 696 bekannt, als Schweißzusatz zur Herstellung von kornzerfallbeständigen, stabil-austenitischen, unmagnetisierbaren Schweißungen mittels Lichtbogenschweißen ein Material vom Legierungstyp CrNiMn mit einem Anteil von 2,5–5,5% Mn, 16,0–20,0% Cr und 13,0–20,0% Ni einzusetzen.Furthermore, it is from the GB 1 293 696 known as welding filler for the production of grain-decomposition resistant, stable-austenitic, non-magnetizable welds by means of arc Welding a material of the alloy type CrNiMn in a proportion of 2.5-5.5% Mn, 16.0-20.0% Cr and 13.0-20.0% Ni use.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Hybridschweißverfahren zu schaffen, mit dem auch nicht beziehungsweise nur bedingt schweißbare aufhärtungsempfindliche Werkstoffe, insbesondere mit Kohlenstoffgehalten von grö ßer 0,40%, verschweißt werden können. Weiterhin sollen eine entsprechend verbesserte Schweißnaht sowie ein entsprechend verbessertes verschweißtes Maschinenteil bereitgestellt werden.outgoing Of the cited prior art, the present invention the object of the invention to provide a hybrid welding process, with the also not or only conditionally weldable hardenable materials, in particular with carbon contents of more than 0,40%, welded can be. Furthermore, a correspondingly improved weld and a provided correspondingly improved welded machine part become.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Hybridschweißverfahren mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, die Schweißnaht mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 13, das Maschinenteil mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 19 sowie die besonderen Verwendungen mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 24. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hybridschweißverfahren beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schweißnaht. und/oder dem erfindungsgemäßen Maschinenteil, so dass diesbezüglich wechselseitig Bezug genommen wird. Ebenso gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schweißnaht beschrieben sind, ebenso auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hybridschweißverfahren und/oder dem erfindungsgemäßen Maschinenteil. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Maschinenteil beschrieben sind, gelten selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hybridschweißverfahren und/oder der erfindungsgemäßen Schweißverbindung. Analoges gilt für die erfindungsgemäße Verwendung.These The object is achieved by the hybrid welding process with the features according to the independent claim 1, the weld with the features according to the independent claim 13, the machine part with the features according to independent claim 19 and the particular uses with the features according to the independent claim 24. Further features and details of the invention will become apparent the dependent claims, the Description as well as the figures. Features and details related with the hybrid welding process according to the invention are of course also applicable in context with the weld seam according to the invention. and or the machine part according to the invention, so in that regard mutually referenced. Likewise, features and details apply which are described in connection with the weld according to the invention, as well also in connection with the hybrid welding process according to the invention and / or the machine part according to the invention. Features and details associated with the machine part according to the invention are of course also in context with the hybrid welding process according to the invention and / or the welded joint according to the invention. The same applies to the use according to the invention.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Hybridschweißverfahren zum Verschweißen von Werkstücken bereitgestellt, wobei wenigstens ein Werkstück aus einem aufhärtungsempfindlichen Werkstoff besteht. Beispielsweise können auch beide Werkstücke aus aufhärtungsempfindlichen Werkstoffen bestehen. Das Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet: Ein Laserstrahlschweißprozess wird mit einem Lichtbogenschweißprozess gekoppelt; die Schweißenergien des Laserstrahlschweißprozesses und des Lichtbogenschweißprozesses werden in eine gemeinsame Prozesszone eingekoppelt. Erstmalig wird also ein Hybridschweißverfahren als Anwendung beim Schweißen von konventionell nicht schweißbaren aufhärtungsempfindlichen Werkstoffen bereitgestellt. Hierbei kann es sich beispielsweise um Vergütungsstähle oder randschichtgehärtete Stähle, oder einsatzgehärtete Stähle handeln. Bisherige Anwendungen von Hybridschweißverfahren konzentrierten sich auf gewöhnlich schweißbare Materialien.According to the first Aspect of the invention is a hybrid welding process for welding workpieces provided, wherein at least one workpiece made of a hardenable material consists. For example, you can also both workpieces from hardening sensitive Consist of materials. The procedure is through the following steps characterized: A laser beam welding process is using an arc welding process coupled; the welding powers the laser beam welding process and the arc welding process are coupled into a common process zone. For the first time So a hybrid welding process as an application in welding from conventionally not weldable aufhärtungsempfindlichen Materials provided. This can be for example for tempered steels or surface hardened steels, or case hardened steels act. Previous applications of hybrid welding processes have focused usually weldable materials.

In das durch den Laserstrahlschweißprozess und den Lichtbogenschweißprozess in der Prozesszone aufgeschmolzene Schweißbad wird erfindungsgemäß ein besonderer Schweißzusatzwerkstoff eingebracht. Dieser ist in einer Weise ausgebildet, dass er das Schweißbad metallurgisch beeinflusst. Insbesondere ist der Schweißzusatzwerkstoff in Form eines mittellegierten Zusatzes mit einer Gesamtsumme der Anteile der Legierungselemente von mindestens 3% in Form von NiMoCr oder eines NiMoCr-Legierungstyps ausgebildet oder wobei der Schweißzusatz ein Material vom Legierungstyp CrNiMn mit mindestens 18% Cr, mindestens 8% Ni und mindestens 3% Mn ist.In that through the laser beam welding process and the arc welding process In the process zone molten weld pool according to the invention is a special Welding material brought in. He is trained in a way that he can weld metallurgically influenced. In particular, the welding filler is in the form of a semi-alloyed addition with a total of Alloy element content of at least 3% in the form of NiMoCr or a NiMoCr alloy type or wherein the welding filler is an alloy-type material CrNiMn with at least 18% Cr, at least 8% Ni and at least 3% Mn is.

Erstmalig ist weiterhin die Anwendung eines Hybridschweißverfahrens auf umlaufende Rundnähte (Axial- und Radial-)mit überlappendem Nahtanfang und Nahtende beschrieben, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Bisherige Anwendungen umfassen ausschließlich nur lineare Längsnähte. Zum Zwecke der Realisierung umlaufender Rundnähte ist auch eine geeignete Schweißprozesssteuerung notwendig.first time is still the application of a hybrid welding process to circumferential circumferential welds (Axial and radial) with overlapping Seam start and seam end described, as will be explained in more detail below. Previous applications exclusively include only linear longitudinal seams. To the Purposes of realization circumferential round seams is also a suitable Welding process control necessary.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Hybridschweißverfahren dar, das auf der Prozesssynergie eines Laserstrahls und eines Lichtbogens in einer gemeinsamen Prozesszone beruht und unter Einsatz eines besonderen Schweißzusatzwerkstoffs das Fügen von nicht beziehungsweise nur bedingt schweißbaren aufhärtungsempfindlichen Grundwerkstoffen mit Kohlenstoffgehalten größer 0,30% oder Kohlenstoffäquivalenten größer 0,40% beziehungsweise von einsatzgehärteten Stählen ermöglicht.The The present invention is a hybrid welding method based on the Process synergy of a laser beam and an arc in one based on a common process zone and using a special Weld metal the joining not or only conditionally weldable hardening sensitive base materials with Carbon content greater than 0.30% or carbon equivalents greater than 0.40% or case-hardened toughen allows.

Vorteilhaft kann die im Laserstrahlschweißprozess erzeugte Schweißenergie durch einen Festkörperlaser, insbesondere einen Nd: YAG-Laser, einen Diodenlaser oder einen Gaslaser, insbesondere einen CO2-Laser, erzeugt werden, wobei die Erfindung nicht auf die genannten Beispiele beschränkt ist.Advantageous Can the laser beam welding process generated welding energy through a solid-state laser, in particular a Nd: YAG laser, a diode laser or a gas laser, In particular, a CO2 laser can be generated, the invention is not limited to the examples mentioned.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die im Lichtbogenschweißprozess erzeugte Schweißenergie durch einen MSG-Lichtbogen (Metall Schutzgas Schweißen) erzeugt wird, wobei die Erfindung natürlich auch hier nicht auf das genannte Beispiel beschränkt ist.Preferably can be provided that in the arc welding process generated welding energy generated by a MSG arc (metal inert gas welding) is, the invention of course is not limited to the example mentioned here.

In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine Lichtbogen-Schweißenergiequelle des Lichtbogenschweißprozesses einer Laser-Schweißenergiequelle des Laserstrahlschweißprozesses vorläuft. Hierbei kann besonders bevorzugt sein, wenn die Lichtbogen-Schweißenergiequelle des Lichtbogenschweißprozesses der Laser-Schweißenergiequelle des Laserstrahlschweißprozesses um 2 bis 10 mm vorläuft.In a further embodiment it can be provided that an arc-welding power source the arc welding process of a laser welding power source of the laser beam welding process. In this case, it may be particularly preferable for the arc welding energy source of the arc welding process of the laser welding energy source of the laser beam welding process to be preceded by 2 to 10 mm.

Der Schweißzusatzwerkstoff kann auf unterschiedliche Weise zugeführt werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform des Verfahrens sieht vor, dass der Schweißzusatzwerkstoff in Form eines Drahts zugeführt wird. Je nach benötigter Menge an Schweißzusatzwerkstoff kann der Draht unterschiedliche Durchmesser aufweisen. In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Schweißzusatzwerkstoff in Form eines Drahts mit einem Durchmesser zwischen 0.8 mm und 1.2 mm, zugeführt wird, wobei die Erfindung natürlich nicht auf dieses eine konkrete Beispiel beschränkt ist.Of the Welding material can be supplied in different ways. An advantageous Embodiment of the method provides that the welding filler supplied in the form of a wire becomes. Depending on the required Amount of welding consumable the wire may have different diameters. In preferred Embodiment of the method can be provided that the welding filler in the form of a wire with a diameter between 0.8 mm and 1.2 mm, supplied is, the invention of course not limited to this one specific example.

Weiterhin kann die zugeführte Menge an Schweißzusatzwerkstoff über dessen Zuführgeschwindigkeit gesteuert werden. Wenn der Schweißzusatzwerkstoff in Form eines Drahts zugeführt wird, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Draht mit einer Vorschubgeschwindigkeit zwischen 5 und 22 m/min. zugeführt wird.Farther can the supplied Amount of welding filler over its feed to be controlled. If the filler metal in the form of a Wired fed can be provided, for example, that the wire with a Feed rate between 5 and 22 m / min. is supplied.

Ein weiterer Parameter, mittels dessen das Hybridschweißverfahren gesteuert werden kann, ist die Schweißgeschwindigkeit. Vorteilhaft kann das Hybridschweißverfahren mit einer Schweißgeschwindigkeit zwischen 1.0 und 4.0 m/min. durchgeführt werden.One other parameters by means of which the hybrid welding process can be controlled, is the welding speed. Advantageous can the hybrid welding process with a welding speed between 1.0 and 4.0 m / min. be performed.

Verschiedentlich ist es notwendig oder sinnvoll, wenn das Hybridschweißverfahren unter Schutzgas durchgeführt wird. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Typen von Schutzgas beschränkt. Beispielsweise kann das Verfahren unter einem Schutzgas mit der Zusammensetzung 35–50% He, 30–50% Ar, 0–15% CO2, insbesondere mit einem Schutzgas der Zusammensetzung 15% CO2, 50% Ar, 35% He oder 2.5% CO2, 47,5 Ar, 50% He durchgeführt werden.on several occasions is it necessary or useful if the hybrid welding process carried out under inert gas becomes. The invention is not limited to certain types of inert gas limited. For example, the method under a protective gas with the Composition 35-50% Hey, 30-50% Ar, 0-15% CO2, in particular with a protective gas of the composition 15% CO2, 50% Ar, 35% He or 2.5% CO2, 47.5 Ar, 50% He.

Mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere möglich, Schweißverbindungen mit einer Schweißtiefe von bis zu 8 mm zu erzeugen.With the method according to the present invention is it possible in particular welds with a welding depth of up to 8 mm.

Um ein besonders günstiges Nahtprofil zu erzeugen, welches im weiteren Verlauf der Beschreibung noch näher erläutert wird, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass mit dem Hybridschweißverfahren Werkstücke mit symmetrischer oder unsymmetrischer V-förmiger oder Y-förmiger Stoßfuge verschweißt werden. Diese Stoßfuge kann vorteilhaft einen Öffnungswinkel von 5 bis 20 Grad aufweisen, wobei die Erfindung selbstverständlich nicht auf dieses eine konkrete Beispiel beschränkt ist. In einer beispielhaften, nicht ausschließlichen Ausführungsform kann der Öffnungswinkel 15 Grad betragen.Around a very cheap To produce seam profile, which in the further course of the description even closer explained is, can be advantageously provided that with the hybrid welding process workpieces with symmetrical or asymmetrical V-shaped or Y-shaped butt joint welded become. This butt joint can advantageously have an opening angle of 5 to 20 degrees, the invention of course not is limited to this one concrete example. In an exemplary, not exclusive embodiment can the opening angle 15 degrees.

Günstig erweist sich weiterhin die bessere Steuerung der Abkühlbedingungen durch das Zusammenwirken von beiden Wärmequellen Laserstrahl und Lichtbogen zwecks Vermeidung von zu hohen Abkühlraten und damit von Rissen.Conveniently proves continue to better control the cooling conditions through the interaction from both heat sources Laser beam and arc to avoid too high cooling rates and thus of cracks.

Vorteilhaft kann das Hybridschweißverfahren nicht nur auf Längs-, sondern vor allem auch auf umlaufende Rundnähte (Axial- und Radial-)mit überlappenden Nahtanfang und -ende angewendet werden.Advantageous can not do the hybrid welding process only on longitudinal, but especially on circumferential round seams (axial and radial) with overlapping Seam beginning and end are applied.

Umlaufende Rundnahtverbindungen stellen hohe Anforderungen an die Prozessführung dar, in dem beide Wärmequellen, Laserstrahl und Lichtbogen, aneinander angepasst gezielt insbesondere in den Phasen des Nahtanfangs und der Nahtüberlappung (des Nahtendes) gesteuert werden müssen. Ziel einer geeigneten Prozesssteuerung ist die reproduzierbare Gewährleistung der konstanten Durchschweißung sowie des konstanten Nahtfüllgrades über den gesamten Umfang inklusive der Nahtüberlappung.Outstanding Round seam connections make high demands on the process control, in which both heat sources, Laser beam and arc, specifically adapted to each other specifically in the phases of seam start and seam overlap (seam end) need to be controlled. aim a suitable process control is the reproducible warranty the constant penetration as well as the constant seam filling degree over the entire circumference including seam overlap.

Die Konstanz der Durchschweißung wird vor allem durch die Wärmequelle Laserstrahl und die Konstanz des Nahtfüllgrades durch den Lichtbogen in engem Zusammenhang mit der Bewegungssteuerung des Bauteils relativ zu den Wärmequellen gewährleistet.The Constancy of penetration is mainly due to the heat source Laser beam and the constancy of the degree of seam filling by the arc in closely related to the motion control of the component relative to the heat sources guaranteed.

Das wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Hybridschweißverfahren eignet sich insbesondere für eigenspannungskritische Bauteilzustände von Axial- und Radial-Rundnähten mit Schweißtiefen von bis zu 8 mm, insbesondere von 2 bis 8 mm. Es gewährleistet eine optimale gleichmäßige metallurgische Durchmischung von Zusatz- und Grundwerkstoff und damit Risssicherheit über den gesamten Nahtquerschnitt bis 8 mm Schweißtiefe. Des Weiteren ist die Schweißverbindung durch ein besonders günstiges Nahtprofil (Nahtbreite und Nahttiefe) sowie Nahtbreite zu Nahttiefe-Verhältnis gekennzeichnet, wie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schweißnaht weiter unten noch näher erläutert wird. Schließlich ist das Verfahren auch zur Überbrückung großer Fügespalte geeignet.The as described above hybrid welding method according to the invention is particularly suitable for intrinsically critical component states of axial and radial round seams with weld depths of up to 8 mm, in particular from 2 to 8 mm. It guarantees an optimal uniform metallurgical Mixing of additional and base material and thus cracks over the entire seam cross-section up to 8 mm welding depth. Furthermore, the welded joint by a particularly favorable Seam profile (seam width and seam depth) and seam width to seam depth ratio marked, as will be explained in more detail below in connection with the weld seam according to the invention. After all the method is also for bridging large joining gaps suitable.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Herstellkosten geschweißter Maschinenteile reduziert werden, beispielsweise durch Einsparung von Arbeitsgängen, die bislang zur Gewährleistung der Schweißbarkeit notwendig waren. Zu denken ist beispielsweise an die Entfernung von gehärteten Randschichten mit hohem Kohlenstoffgehalt. Vorteilhaft ist weiterhin, dass Werkstoffe mit erhöhten Festigkeitseigenschaften und erhöhter Verschleißbeständigkeit eingesetzt werden können.By the method according to the invention, the manufacturing costs of welded machine parts can be reduced, for example by saving operations that were previously necessary to ensure weldability. For example, it is conceivable to remove high-carbon hardened surface layers. Another advantage is that materials with increased Strength properties and increased wear resistance can be used.

Das erfindungsgemäße Hybridschweißverfahren lässt sich insbesondere auch wie folgt zusammenfassen: Kopplung eines Laserstahls (Tiefschweißeffekt) mit einem Lichtbogen, beispielsweise einem MSG-Lichtbogen; metallurgische Beeinflussung über den Schweißzusatzwerkstoff, etwa in Form eines Drahts; optimale werkstoffangepasste Verbindungsqualität und Rissfreiheit; hohe Schweißleistung und Schweißgeschwindigkeit; gute Spaltüberbrückung und Dichtheit; gute Wirtschaftlichkeit; sehr gute dynamische Festigkeitseigenschaften der Verbindungen; Unempfindlichkeit gegen Oberflächenverunreinigungen; und dergleichen.The Hybrid welding process according to the invention let yourself in particular also summarized as follows: Coupling of a laser steel (Deep welding effect) with an arc, for example a MSG arc; metallurgical Influence over the Welding material, in the form of a wire; optimum material-adapted connection quality and freedom from cracks; high welding performance and welding speed; good gap bridging and Tightness; good economy; very good dynamic strength properties the connections; Insensitivity to surface contamination; and the same.

Vorteilhaft kann mit dem wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens ein Werkstück verschweißt werden, dessen Werkstoff ein einsatzgehärteter Stahl mit Rand-Kohlenstoffgehalten von 0,5 bis 1,0% und einer Einsatzhärtungstiefe (Eht) von 0,1 bis 1,2 mm, oder ein Vergütungsstahl mit C-Äquivalent von mindestens 0,4% ist. Bei den letztgenannten Vergütungsstählen kann es sich beispielsweise um C45, 42CrMo4, 51CrV4 oder dergleichen handeln.Advantageous can with the inventive method as described above at least one workpiece welded whose material is a case-hardened steel with marginal carbon contents from 0.5 to 1.0% and a case hardening depth (Eht) of 0.1 to 1.2 mm, or a tempered steel with C equivalent of at least 0.4%. With the latter tempering steels it can For example, C45, 42CrMo4, 51CrV4 or the like.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Schweißnaht zur Verbindung wenigstens zweier Werkstücke bereitgestellt, wobei wenigstens ein Werkstück aus einem aufhärtungsempfindlichen Werkstoff besteht. Die Schweißnaht ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht einen umgeschmolzenen Schweißzusatzwerkstoff zur metallurgischen Beeinflussung des Schweißbades in Form eines mittellegierten Zusatzes in Form von NiMoCr oder eines NiMoCr-Legierungstyps aufweist oder wobei der Schweißzusatz ein Material vom Legierungstyp CrNiMn mit mindestens 18% Cr, mindestens 8% Ni und mindestens 3% Mn ist.According to the second Aspect of the invention is a weld for connecting at least two workpieces provided, wherein at least one workpiece made of a hardenable material consists. The weld is according to the invention characterized in that the weld a remelted filler metal for metallurgical influence of the welding pool in the form of a medium-alloyed Having additive in the form of NiMoCr or a NiMoCr alloy type or wherein the filler a material of the type of CrNiMn with at least 18% Cr, at least 8% Ni and at least 3% Mn.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schweißnaht eine Nahtbreite von mindestens 3,8 mm bei einem Nahtbreite zu Nahttiefe-Verhältnis von 0,48 bis 1,27 aufweist.Prefers is provided that the weld a seam width of at least 3.8 mm with a seam width to seam depth ratio of 0.48 to 1.27.

Besonders vorteilhaft ist ein günstiges Nahtprofil (Nahtbreite und Nahttiefe, Nahtbreite zu Nahttiefe-Verhältnis). Das Nahtprofil beeinflusst die Erstarrungsbedingungen des Schweißgutes und damit die Qualität der Schweißverbindung. Dies gilt insbesondere für schwer schweißbare Werkstoffe, die eine hohe Aufhärtungs- und damit Rissnei gung aufweisen. Weiterhin ist davon auch die Durchmischung von Zusatz- und Grundwerkstoff, der so genannte Vermischungsgrad, abhängig. Zwecks Gewährleistung einer konstanten reproduzierbaren rissfreien Verbindungsqualität ist eine hohe Durchmischung von Zusatzwerkstoff mit dem Grundwerkstoff, das heißt ein hoher Anteil an Zusatzwerkstoff im Schweißgut, notwendig.Especially advantageous is a cheap Seam profile (seam width and seam depth, seam width to seam depth ratio). The seam profile influences the solidification conditions of the weld metal and thus the quality the welded joint. This is especially true for hard to weld Materials that have a high degree of hardening and thus have a tendency to crack. Furthermore, it is also the mixing of Additional and base material, the so-called degree of mixing, dependent. For the purpose of warranty a consistently reproducible crack-free connection quality is one high mixing of filler material with the base material, that is a high Proportion of additional material in weld metal, necessary.

Quantitativ kann das Nahtprofil beim Laser-Hybridschweißen aufhärtungsempfindlicher Werkstoffe wie folgt beschrieben werden: Nahtbreite mindestens 3,8 mm bei tragenden Schweißtiefen von 2 bis 8 mm; sowie einem Nahtbreite zu Nahttiefe-Verhältnis von 0,48 bis 1,27.Quantitatively the seam profile can be used for laser hybrid welding of hardening-sensitive materials as described below: seam width at least 3.8 mm for load-bearing welding depths from 2 to 8 mm; and a seam width to Nahttiefe ratio of 0.48 to 1.27.

Zum Vergleich werden beim herkömmlichen Laserschweißen mit Zusatzdraht folgende Werte erreicht: Nahtbreite maximal 2 mm bei tragenden Schweißtiefen von 2 bis 8 mm; sowie Nahtbreite zu Nahttiefe-Verhältnis von 0,25 (bei Nahttiefe 8 mm) bis 0,67 (bei Nahttiefe 2 mm).To the Comparison are in conventional laser welding with Additional wire reaches the following values: seam width max. 2 mm at carrying welding depths from 2 to 8 mm; as well as seam width to seam depth ratio of 0.25 (at seam depth 8 mm) to 0.67 (at seam depth 2 mm).

Das heißt, die Nahtbreiten und die Verhältnisse „Nahtbreite zu Nahttiefe” sind beim erfindungsgemäßen Hybridverfahren zweifach größer als bei den herkömmlichen Laserschweißvarianten bei gleicher tragender Schweißtiefe und gleichem Schweißzusatzwerkstoff.The is called, the seam widths and the ratios "seam width to seam depth "are in the hybrid method according to the invention twice bigger than in the conventional Laser welding methods with the same load-bearing depth of weld and the same filler metal.

Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Schweißnaht als umlaufende Rundnaht, insbesondere als umlaufende Axialnaht oder Radialnaht, ausgebildet ist. Insbesondere kann die Schweißnaht als umlaufende Rundnaht mit überlappendem Nahtanfang und Nahtende ausgebildet sein.Especially It is advantageously provided that the weld seam is designed as a peripheral circumferential seam, in particular as a circumferential axial seam or radial seam, formed is. In particular, the weld can be used as a circumferential circumferential seam with overlapping Seam beginning and seam end be formed.

Vorzugsweise kann die Schweißnaht eine Tiefe von bis zu 8 mm aufweisen.Preferably can the weld have a depth of up to 8 mm.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Schweißnaht vorgesehen ist zur Verbindung wenigstens zweier Werkstücke, wobei wenigstens ein Werkstück aus einem einsatzgehärtetem Stahl mit Rand-Kohlenstoffgehalten von 0,5 bis 1,0% und einer Einsatzhärtungstiefe (Eht) von 0,1 bis 1,2 mm, oder aus einem Vergü tungsstahl mit C-Äquivalent von mindestens 0,4%, gebildet ist. Bei dem letztgenannten Werkstoff kann es sich beispielsweise wieder um C45, 42CrMo4, 51CrV4 oder dergleichen handeln.Advantageous can be provided that the weld is provided for connection at least two workpieces, wherein at least one workpiece made of case hardened Steel with marginal carbon contents of 0.5 to 1.0% and a case hardening depth (Eht) from 0.1 to 1.2 mm, or from a tempered steel with C equivalent of at least 0.4%. In the latter material For example, it can be again C45, 42CrMo4, 51CrV4 or act like that.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Maschinenteil, gebildet aus wenigstens zwei miteinander verschweißten Werkstücken, wobei mindestens ein Werkstück aus aufhärtungsempfindlichem Werkstoff besteht, bereitgestellt, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schweißnaht zwischen den Werkstücken in wie weiter oben beschriebener erfindungsgemäßer Weise ausgebildet ist. Beispielsweise können auch beide Werkstücke aus aufhärtungsempfindlichen Werkstoffen bestehen.According to one more Another aspect of the invention is a machine part, formed from at least two workpieces welded together, at least one workpiece from hardening sensitive Material consists, provided by the invention thereby is characterized in that the weld between the workpieces in as described above inventive manner is formed. For example, you can also both workpieces from hardening sensitive Consist of materials.

Vorteilhaft kann das Maschinenteil mittels eines wie weiter oben beschriebenen erfindungsgemäßen Hybridschweißverfahrens verschweißt sein.Advantageous can the machine part by means of a as described above Hybrid welding process according to the invention welded be.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schweißfuge der Werkstücke vor dem Verschweißen symmetrisch oder unsymmetrisch V-förmig oder Y-förmig, insbesondere mit einem Öffnungswinkel von 5 bis 20 Grad, beispielsweise von 15 Grad, ausgebildet ist.Prefers is provided that the weld joint the workpieces symmetrical before welding or asymmetrical V-shaped or Y-shaped, in particular with an opening angle of 5 to 20 degrees, for example 15 degrees.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf bestimmte Typen oder Arten von Maschinenteilen beschränkt. Beispielsweise kann das Maschinenteil eine Scheibe, eine Nabe, ein Tiefziehteil, einen Topf oder dergleichen umfassen.The The present invention is not limited to particular types or types of Limited machine parts. For example, the machine part, a disc, a hub, a Deep-drawn part, a pot or the like include.

Vorteilhaft kann wenigstens ein Werkstück aus einem einsatzgehärtetem Stahl mit Rand-Kohlenstoffgehalten von 0,5 bis 1,0% und einer Einsatzhärtungstiefe (Eht) von 0,1 bis 1,2 mm, oder aus einem Vergütungsstahl mit C-Äquivalent von mindestens 0,4%, gebildet sein. Im letztgenannten Fall kann der Vergütungsstahl beispielsweise 045, 42CrMo4, 51CrV4 oder dergleichen sein.Advantageous can at least one workpiece from a case hardened Steel with marginal carbon contents of 0.5 to 1.0% and a case hardening depth (Eht) from 0.1 to 1.2 mm, or from a tempered steel with C equivalent of at least 0.4%. In the latter case, the tempering steel for example 045, 42CrMo4, 51CrV4 or the like.

Besonders bevorzugt kann ein wie weiter oben beschriebenes erfindungsgemäßes Hybridschweißverfahren zum Erzeugen umlaufender Rundnähte, insbesondere zum Erzeugen umlaufender Axialnähte und Radialnähte verwendet werden. Insbesondere kann es dabei zum Erzeugen umlaufender Rundnähte mit überlappendem Nahtanfang und Nahtende verwendet werden.Especially a hybrid welding process according to the invention as described above may be preferred for generating circumferential round seams, used in particular for generating circumferential axial seams and radial seams become. In particular, it can be used for generating circumferential round seams with overlapping Seam beginning and seam end are used.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe Invention will now be described by way of embodiments with reference closer to the enclosed drawing explained. Show it

1 in schematischer Darstellung das Verfahrensprinzip des erfindungsgemäßen Hybridschweißverfahrens; 1 a schematic representation of the process principle of the hybrid welding process according to the invention;

2 das Schliffbild einer ersten mit dem erfindungsgemäßen Hybridschweißverfahren hergestellten Verbindung; 2 the micrograph of a first compound produced by the hybrid welding method according to the invention;

3 das Schliffbild einer zweiten mit dem erfindungsgemäßen Hybridschweißverfahren hergestellten Verbindung; und 3 the micrograph of a second compound produced by the hybrid welding process according to the invention; and

4 einen Wählerlinien-Vergleich von verschiedenen hybridgeschweißten Verbindungen. 4 a voter line comparison of different hybrid welded joints.

In 1 ist der schematische Ablauf eines erfindungsgemäßen Hybridschweißverfahrens zum Verschweißen von Werkstoffen dargestellt, wobei wenigstens einer der Werkstoffe aus einem aushärtungsempfindlichen Material gebildet ist. Das erfindungsgemäße Schweißverfahren sieht vor, dass ein Laserstrahlschweißprozess mit einem Lichtbogenschweißprozess, beispielsweise einem MSG-Lichtbogenschweißprozess (Metall Schutzgas Schweißen) gekoppelt wird.In 1 the schematic sequence of a hybrid welding process according to the invention for welding of materials is shown, wherein at least one of the materials is formed of a hardenable material. The welding method according to the invention provides that a laser beam welding process is coupled with an arc welding process, for example a MSG arc welding process (metal inert gas welding).

Eine Laser-Schweißenergiequelle erzeugt einen Laserstrahl 10, der seine Energie in den zu verschweißenden Grundwerkstoff 15 einkoppelt und eine Dampfkapillare 11 erzeugt. Weiterhin erzeugt eine Lichtbogen-Schweißenergiequelle 12, bei spielsweise ein MSG-Brenner, einen Lichtbogen 13, dessen Energie ebenfalls in den Grundwerkstoff 15 eingekoppelt wird. Die Schweißenergien des Laserstrahlschweißprozesses und des Lichtbogenschweißprozesses werden in eine gemeinsame Prozesszone eingekoppelt und erzeugen ein Schweißbad 14, mittels dessen schließlich das Schweißgut 16 entsteht.A laser welding power source generates a laser beam 10 , who puts his energy into the base material to be welded 15 coupled and a Dampfkapillare 11 generated. Furthermore, generates an arc welding power source 12 , for example, a MSG burner, an arc 13 whose energy is also in the base material 15 is coupled. The welding energies of the laser beam welding process and the arc welding process are coupled into a common process zone and create a weld pool 14 , by means of which finally the weld metal 16 arises.

In das durch den Laserstrahlschweißprozess und den Lichtbogenschweißprozess in der Prozesszone aufgeschmolzene Schweißbad 14 wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schweißzusatzwerkstoff eingebracht, der das Schweißbad 14 metallurgisch beeinflusst und insbesondere auf Ni-Basis, auf Cr-Ni-Basis oder in Form eines mittellegierten Zusatzes ausgebildet ist.Into the weld pool melted by the laser beam welding process and the arc welding process in the process zone 14 According to the present invention, a welding filler is introduced, which is the weld pool 14 metallurgically influenced and in particular is formed on Ni-based, on Cr-Ni-based or in the form of a medium-alloyed additive.

Beispielsweise kann die Lichtbogen-Schweißenergiequelle der Laser-Schweißenergiequelle um einen bestimmten Abstand 17 vorlaufen, der beispielsweise 2 bis 10 mm betragen kann. Die Richtung der Schweißgeschwindigkeit ist in der 1 durch den Pfeil 18 dargestellt.For example, the arc welding power source may be the laser welding power source by a certain distance 17 precursor, which may be, for example, 2 to 10 mm. The direction of the welding speed is in the 1 through the arrow 18 shown.

Bei dem erfindungsgemäßen Hybridschweißverfahren, beispielsweise einem Laser-MSG-Hybridschweißverfahren, an aufhärtungsempfindlichen Werkstoffen wird eine gute rissfreie Verbindungsqualität und eine sehr gute dynamische Festigkeit, vergleichbar mit dem Referenzwerkstoff S355J2G3 erzielt, wie beispielsweise aus den 2 bis 4 ersichtlich ist.In the hybrid welding method according to the invention, for example a laser-MSG hybrid welding method, on hardening-sensitive materials, a good crack-free connection quality and a very good dynamic strength, comparable to the reference material S355J2G3 is achieved, such as, for example 2 to 4 is apparent.

In 2 ist das Schliffbild einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hybridgeschweißten Verbindung dargestellt. Es wurde eine Schweißnaht in Form einer Axialnaht als umlaufende Rundnaht zwischen einer Nabe (Material 16MnCr5 einsatzgehärtet) und einer Scheibe (Material DD13) erzeugt. Der Schweißzusatzwerkstoff bestand aus NiCr20Nb. Die Stosstiefe betrug 4 mm.In 2 the micrograph of a hybrid welded connection according to the method of the invention is shown. A weld seam in the form of an axial seam was produced as a circumferential circumferential seam between a hub (material 16MnCr5 case-hardened) and a disk (material DD13). The filler metal consisted of NiCr20Nb. The depth of impact was 4 mm.

In 3 ist das Schliffbild einer anderen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hybridgeschweißten Verbindung dargestellt. Auch hier wurde eine Schweißnaht in Form einer Axialnaht als umlaufende Rundnaht zwischen einer Nabe (Material 42CrMo4) und einer Scheibe (Material DD13) erzeugt. Der Schweißzusatzwerkstoff bestand aus NiCr20Nb. Die Stosstiefe betrug 4 mm.In 3 the micrograph of another compound hybrid welded according to the method of the invention is shown. Again, a weld in the form of an axial seam was created as a circumferential circumferential seam between a hub (material 42CrMo4) and a disc (material DD13). The filler metal consisted of NiCr20Nb. The depth of impact was 4 mm.

In 4 schließlich ist ein Wählerlinien-Vergleich von hybridgeschweißten Verbindungen an aufhärtungsempfindlichen Werkstoffen bei dynamischer Zug-Druck-Axialbelastung (R = –1) dargestellt. Kurve 1 zeigt eine Werkstoffkombination 42CrMo4/DC04, Stosstiefe 4 mm. Kurve 2 zeigt eine Werkstoffkombination 42CrMo4/DC04, Stosstiefe 6 mm. Kurve 3 zeigt eine Werkstoffkombination 16MnCr5 einsatzgehärtet/DC04, Stosstiefe 4 mm. Kurve 4 zeigt eine Werkstoffkombination 16MnCr5 einsatzgehärtet/DC04, Stosstiefe 6 mm. Kurve 5 zeigt eine Werkstoffkombination S355J2G3 (Referenzwerkstoff)/DC04, Stosstiefe 4 mm.Finally, in Fig. 4, a voter line comparison of hybrid welded joints on age sensitive materials is more dynamic Tensile pressure-axial load (R = -1) shown. Curve 1 shows a material combination 42CrMo4 / DC04, bump depth 4 mm. Curve 2 shows a material combination 42CrMo4 / DC04, bump depth 6 mm. Curve 3 shows a material combination 16MnCr5 case hardened / DC04, bung depth 4 mm. Curve 4 shows a material combination 16MnCr5 case hardened / DC04, bump depth 6 mm. Curve 5 shows a material combination S355J2G3 (reference material) / DC04, bung depth 4 mm.

Claims (25)

Hybridschweißverfahren zum Verschweißen von Werkstücken, wobei wenigstens ein Werkstück aus einem aufhärtungsempfindlichen Werkstoff besteht, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Ein Laserstrahlschweißprozess wird mit einem Lichtbogenschweißprozess gekoppelt; – die Schweißenergien des Laserstrahlschweißprozesses und des Lichtbogenschweißprozesses werden in eine gemeinsame Prozesszone eingekoppelt; – in das durch den Laserstrahlschweißprozess und den Lichtbogenschweißprozess in der Prozesszone aufgeschmolzene Schweißbad wird ein Schweißzusatzwerkstoff eingebracht, der das Schweißbad metallurgisch beeinflusst, – wobei der Schweißzusatz in Form eines mittellegierten Zusatzes mit einer Gesamtsumme der Anteile der Legierungselemente von mindestens 3% in Form von NiMoCr oder eines NiMoCr-Legierungstyps ausgebildet ist oder – wobei der Schweißzusatz ein Material vom Legierungstyp CrNiMn mit mindestens 18% Cr, mindestens 8% Ni und mindestens 3% Mn ist.Hybrid welding process for welding Workpieces, where at least one workpiece a hardening sensitive Material, characterized by the following steps: - A laser beam welding process comes with an arc welding process coupled; - the welding energies the laser beam welding process and the arc welding process are coupled into a common process zone; - in the through the laser beam welding process and the arc welding process in the process zone melted weld pool is a filler metal introduced the sweat metallurgically influenced, - Wherein the filler in the form of a semi-alloyed addition with a total of Alloy element content of at least 3% in the form of NiMoCr or a NiMoCr alloy type is formed or - in which the welding filler a material of the type of CrNiMn with at least 18% Cr, at least 8% Ni and at least 3% Mn. Hybridschweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Laserstrahlschweißprozess erzeugte Schweißenergie durch einen Festkörperlaser, insbesondere einen Nd: YAG-Laser, einen Diodenlaser oder einen Gaslaser, insbesondere einen CO2-Laser, erzeugt wird.Hybrid welding process according to claim 1, characterized in that in the laser beam welding process generated welding energy through a solid-state laser, in particular a Nd: YAG laser, a diode laser or a gas laser, in particular a CO2 laser is generated. Hybridschweißverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Lichtbogenschweißprozess erzeugte Schweißenergie durch einen MSG-Lichtbogen (Metall Schutzgas Schweißen) erzeugt wird.Hybrid welding process according to claim 1 or 2, characterized in that in the arc welding process generated welding energy generated by a MSG arc (metal inert gas welding) becomes. Hybridschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtbogen-Schweißenergiequelle des Lichtbogenschweißprozesses einer Laser-Schweißenergiequelle des Laserstrahlschweißprozesses vorläuft.Hybrid welding process according to one of the claims 1 to 3, characterized in that an arc welding power source the arc welding process a laser welding power source the laser beam welding process precedes. Hybridschweißverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogen-Schweißenergiequelle des Lichtbogenschweißprozesses der Laser-Schweißenergiequelle des Laserstrahlschweißprozesses um 2 bis 10 mm vorläuft.Hybrid welding process according to claim 4, characterized in that the arc welding power source the arc welding process of Laser welding power source the laser beam welding process precedes by 2 to 10 mm. Hybridschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißzusatzwerkstoff in Form eines Drahts, insbesondere in Form eines Drahts mit einem Durchmesser zwischen 0.8 mm und 1,2 mm, zugeführt wird.Hybrid welding process according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the welding filler material in the form of a Wire, especially in the form of a wire with a diameter between 0.8 mm and 1.2 mm, is supplied. Hybridschweißverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht mit einer Vorschubgeschwindigkeit zwischen 5 und 22 m/min zugeführt wird.Hybrid welding process according to claim 6, characterized in that the wire with a Feed rate between 5 and 22 m / min is supplied. Hybridschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mit einer Schweißgeschwindigkeit zwischen 1.0 und 4.0 m/min durchgeführt wird.Hybrid welding process according to one of the claims 1 to 7, characterized in that this with a welding speed between 1.0 and 4.0 m / min. Hybridschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses unter Schutzgas, insbesondere unter einem Schutzgas mit der Zusammensetzung 35–50% He, 30–50% Ar und 0–15% CO2, durchgeführt wird.Hybrid welding process according to one of the claims 1 to 8, characterized in that this under protective gas, in particular under an inert gas with the composition 35-50% He, 30-50% Ar and 0-15% CO2, carried out becomes. Hybridschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit diesem Schweißverbindungen mit einer Schweißtiefe von bis zu 8 mm erzeugt werden.Hybrid welding process according to one of the claims 1 to 9, characterized in that with this welded joints with a welding depth of be produced up to 8 mm. Hybridschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit diesem Werkstücke mit V-förmiger oder Y-förmiger Stoßfuge, die symmetrisch oder unsymmetrisch ausgebildet ist, insbesondere mit einem Öffnungswinkel von 5 bis 20 Grad, verschweißt werden.Hybrid welding process according to one of the claims 1 to 10, characterized in that with this workpieces with V-shaped or Y-shaped butt joint, the is formed symmetrically or asymmetrically, in particular with an opening angle of 5 to 20 degrees, welded become. Hybridschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mit diesem wenigstens ein Werkstück verschweißt wird, dessen Werkstoff ein einsatzgehärteter Stahl mit Rand-Kohlenstoffgehalten von 0,5 bis 1,0% und einer Einsatzhärtungstiefe (Eht) von 0,1 bis 1,2 mm, oder ein Vergütungsstahl mit C-Äquivalent von mindestens 0,4% ist.Hybrid welding process according to one of the claims 1 to 11, characterized in that at least one workpiece welded whose material is a case-hardened steel with marginal carbon contents from 0.5 to 1.0% and a case hardening depth (Eht) of 0.1 to 1.2 mm, or a tempered steel with C equivalent of at least 0.4%. Schweißnaht zur Verbindung wenigstens zweier Werkstücke, wobei wenigstens ein Werkstück aus aufhärtungsempfindlichem Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht einen umgeschmolzenen Schweißzusatzwerkstoff zur metallurgischen Beeinflussung des Schweißbades in Form eines mittellegierten Zusatzes in Form von NiMoCr oder eines NiMoCr-Legierungstyps aufweist oder wobei der Schweißzusatz ein Material vom Legierungstyp CrNiMn mit mindestens 18% Cr, mindestens 8% Ni und mindestens 3% Mn ist. Weld for connecting at least two workpieces, wherein at least one workpiece made of hardening sensitive Material consists, characterized in that the weld a remelted filler metal for the metallurgical influence of the weld pool in the form of a medium-alloyed Having additive in the form of NiMoCr or a NiMoCr alloy type, or the welding filler a material of the type of CrNiMn with at least 18% Cr, at least 8% Ni and at least 3% Mn. Schweißnaht nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Nahtbreite von mindestens 3,8 mm bei einem Nahtbreite zu Nahttiefe-Verhältnis von 0,48 bis 1,27 aufweist.Weld according to claim 13, characterized in that it has a seam width of at least 3.8 mm at a seam width to seam depth ratio of 0.48 to 1.27. Schweißnaht nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese als umlaufende Rundnaht, insbesondere als umlaufende Axialnaht oder Radialnaht, ausgebildet ist.Weld according to claim 13 or 14, characterized in that this as Circumferential round seam, in particular as a circumferential axial seam or Radial seam, is formed. Schweißnaht nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese als umlaufende Rundnaht mit überlappendem Nahtanfang und Nahtende ausgebildet ist.Weld according to claim 15, characterized in that this as a circumferential Round seam with overlapping Seam beginning and seam end is formed. Schweißnaht nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Tiefe von bis zu 8 mm aufweist.Weld according to one of the claims 13 to 16, characterized in that it has a depth of up to to 8 mm. Schweißnaht nach einem der Ansprüche 13 bis 17, zur Verbindung wenigstens zweier Werkstücke, wobei wenigstens ein Werkstück aus einem einsatzgehärtetem Stahl mit Rand-Kohlenstoffgehalten von 0,5 bis 1,0% und einer Einsatzhärtungstiefe (Eht) von 0,1 bis 1,2 mm, oder aus einem Vergütungsstahl mit C-Äquivalent von mindestens 0,4%, gebildet ist.Weld according to one of the claims 13 to 17, for connecting at least two workpieces, wherein at least one workpiece made of case hardened Steel with marginal carbon contents of 0.5 to 1.0% and a case hardening depth (Eht) from 0.1 to 1.2 mm, or from a tempered steel with C equivalent of at least 0.4%, is formed. Maschinenteil, gebildet aus wenigstens zwei miteinander verschweißten Werkstücken, wobei wenigstens ein Werkstück aus aufhärtungsempfindlichem Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht zwischen den Werkstücken nach einem der Ansprüche 13 bis 18 ausgebildet ist.Machine part, formed from at least two with each other welded Workpieces, wherein at least one workpiece from hardening sensitive Material consists, characterized in that the weld between to the workpieces one of the claims 13 to 18 is formed. Maschinenteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenteil mittels eines Hybridschweißverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 verschweißt ist.Machine part according to claim 19, characterized that the machine part by means of a hybrid welding process according to one of the claims 1 to 12 welded is. Maschinenteil nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißfuge der Werkstücke vor dem Verschweißen symmetrisch oder unsymmetrisch V-förmig oder Y-förmig, insbesondere mit einem Öffnungswinkel von 5 bis 20 Grad, ausgebildet ist.Machine part according to claim 19 or 20, characterized characterized in that the weld joint the workpieces before welding symmetrical or asymmetrical V-shaped or Y-shaped, in particular with an opening angle from 5 to 20 degrees, is formed. Maschinenteil nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Scheibe, eine Nabe, ein Tiefziehteil oder einen Topf umfasst.Machine part according to one of claims 19 to 21, characterized in that this a disc, a hub, a deep-drawn part or a pot comprises. Maschinenteil nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Werkstück aus einem einsatzgehärtetem Stahl mit Rand-Kohlenstoffgehalten von 0,5 bis 1,0% und einer Einsatzhärtungstiefe (Eht) von 0,1 bis 1,2 mm, oder aus einem Vergütungsstahl mit C-Äquivalent von mindestens 0,4%, gebildet ist.Machine part according to one of claims 19 to 22, characterized in that at least one workpiece from a casehardened Steel with edge carbon contents from 0.5 to 1.0% and a case hardening depth (Eht) of 0.1 to 1.2 mm, or from a tempered steel with C equivalent of at least 0.4%. Verwendung eines Hybridschweißverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 bis zum Erzeugen umlaufender Rundnähte, insbesondere zum Erzeugen umlaufender Axialnähte und RadialnähteUse of a hybrid welding method according to one of claims 1 to 12 until producing circumferential round seams, in particular for generating circumferential axial seams and radial seams Verwendung eines Hybridschweißverfahrens nach Anspruch 24 zum Erzeugen umlaufender Rundnähte mit überlappendem Nahtanfang und Nahtende.Use of a hybrid welding method according to claim 24 for generating circumferential round seams with overlapping Seam beginning and seam end.
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