DE10257503A1 - Schutzgas zum Laserschweißen von Metallen - Google Patents

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Bernd Dr. Hildebrandt
Cerkez Kaya
Achim Wankum
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Messer Griesheim GmbH
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Messer Griesheim GmbH
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Abstract

Das zum Laserschweißen von Metallen, insbesondere von un- und niedriglegierten Stählen, einsetzbare und aus 60-70 Vol.-% Argon, 25-38 Vol.-% Helium und 0,3-2,5 Vol.-% Sauerstoff bestehende Schutzgas gewährleistet eine optimale, gleichbleibende Schweißnahtgüte bei hoher Schweißleistung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schutzgas zum Laserschweißen von Metallen, insbesondere von un- und niedriglegierten Stählen.
  • Beim Laserschweißen eingesetztes Schutzgas schützt das Schmelzbad und damit die Schweißnaht des zu schweißenden Werkstücks vor der Umgebungsatmosphäre und beeinflusst das laserinduzierte Plasma derart, dass eine bessere Einkopplung der Laserstrahlen in die Werkstückoberfläche erfolgt, wodurch eine oxidfreie, metallisch-blanke (glatte) und damit korrosionsbeständige Schweißnahtoberfläche/-wurzel mit einer den jeweiligen Qualitätsanforderungen entsprechenden Einschweißtiefe und – breite gewährleistet wird.
  • Als Schutzgase zum Laserschweißen von Metallen, insbesondere von austenischen oder austenitisch-ferritischen Stählen, werden inerte Edelgase wie Helium oder Argon oder deren Gemische, auch mit Stickstoff- und/oder Wasserzusätzen ( DE 196 45 746 A1 , DE 199 44 471 A1 ), eingesetzt.
  • Derartige Schutzgase sind aber zum Laserschweißen von hohen dynamischen und mechanischen Belastungen ausgesetzten metallischen Werkstoffen, insbesondere von un- und niedriglegierten Stählen, welche u.a. auch als Kfz-Antriebsteile (Zahnräder, Gelenke, Wellen u. dergl.) Verwendung finden, nur begrenzt einsetzbar bzw. sogar ungeeignet.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, ein Schutzgas für das Laserschweißen von Metallen, insbesondere von un- und niedriglegierten Stählen, zur Verfügung zu stellen, das ein effizientes Laserschweißen mit einer hohen Schweißnahtgüte ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schutzgas mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Es wurde überraschend gefunden, dass ein aus 60-70 Vol.-% Argon, 25-38 Vol.-% Helium und 0,3- 2,5 Vol.-% Sauerstoff, und besonders vorteilhaft ein aus 69 Vol.-% Argon, 30% Helium und 1 Vol.-% Sauerstoff bestehendes Schutzgas zum Laserschweißen von Metallen, insbesondere von un- und niedriglegierten Stählen, geeignet ist.
  • Der Begriff "Schutzgas" bezeichnet im Rahmen der Erfindung jede Gasmischung, die beim Laserschweißen dem Schweißbereich eines zu schweißenden metallischen Werkstücks, separat von dem Laserstrahl, auf unterschiedliche Weise und in unterschiedlichen Mengen sowie unterschiedlichen Zeitintervallen zum Schutz der Schweißbads vor der Umgebungsatmosphäre und zur Gewährleistung einer den jeweiligen Anforderungen entsprechenden Einschweißtiefe und -breite zugeführt wird.
  • Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Schutzgases wird beim Laserschweißen von un- und niedriglegierten Stählen eine hochwertige und gleichbleibende Schweißnahtqualität, d.h. eine rissfreie und vollständig durchgeschweißte Schweißnaht – auch bei nicht konstanten Laserparametern – gewährleistet.
  • Die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Argon-Helium-Sauerstoff-Schutzgemisches geschweißten un- und niedriglegierten Stähle weisen eine oxidfreie, glatte und damit korrosionsbeständige Schweißnahtoberfläche/-wurzel und einen in Tiefe und Breite ausgewogenen Einbrand auf.
    •

Claims (5)

1 Schutzgas zum Laserschweißen von Metallen, insbesondere von unund niedriglegierten Stählen, gekennzeichnet durch ein Edelgas-Sauerstoff-Gemisch.
Schutzgas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Edelgase Argon und Helium sind.
Schutzgas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Argongehalt des Schutzgases 60-70 Vol.-%, vorzugsweise 69 Vol.-%, beträgt.
Schutzgas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heliumgehalt des Schutzgases 25-38 Vol.-%, vorzugsweise 30 Vol.-% beträgt.
Schutzgas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt des Schutzgases 0,3-2,5 Vol.-%, vorzugsweise 1 Vol.-%, beträgt.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019080962A1 (de) 2017-10-24 2019-05-02 Kelvion Holding Gmbh Wärmetauscherelement und verfahren zur herstellung eines wärmetauscherelements

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