Laserstrahlschweißen für den Schienenfahrzeugbau

Laserstrahlschweißen für
den Schienenfahrzeugbau
Im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsaufträgen wurden in der
SLV Halle GmbH die Fertigungsmöglichkeiten von Baugruppen für den
Schienenfahrzeugbau mit Hilfe der Laserschweißtechnik untersucht. Zu
diesem Zweck wurden unterschiedliche Seitenwandsegmente, bestehend
aus einem Trägerskelett sowie der äußeren Blechbeplankung unter Anwendung verschiedener Laserstrahlquellen hergestellt.
L
LLLaserstrahl-
geschweißte
Baugruppen
Seitenwandsegment mit Steppnähten
Schweißtechnische
Herstellung von
Seitenwandsegmenten
Segment mit Pendel- u. Rundnähten
– – untersuchte Werkstoffe: X5CrNi1810
X2CrNi12
S355N-Cu
– – untersuchte Nahtarten:
Steppnaht im Überlappstoß
Pendelnaht im Überlappstoß
Rundnaht im Überlappstoß
– – eingesetzte Laserarten:
CO 2-Laser
lampengepumpter Nd:YAG-Laser
diodengepumpter Nd:YAG-Laser + Faserlaser
– – Laserleistungen:
5.000 W, 2.000 W, 4.400 W, 4.500 W
Simulation und Prüfung
der Schweißkonstruktionen
Ergebnisse von FEM-Analysen
Schweißtechnische Lehr- und
Versuchsanstalt Halle GmbH
Dr.-Ing. B. Kranz
Tel.: +49 (0) 345 5246-407 /-552
E-Mail: [email protected]
DMS-Messung am Bauteil
Fax: +49 (0) 345 5246-403
Bombardier Transportation, (Bahntechnologie) Germany GmbH & Co. KG
Tel.: +49 (0) 3581 33-1424 Fax: +49 (0) 3581 33-1442
Herstellung von
Trägerbaugruppen mit
dem MSG-Laserstrahlhybridschweißen
Die Einflüsse der beiden Energiequellen beim MSG-Laserstrahlhybridschweißen ermöglichen Synergieeffekte, die die Nachteile der Einzelprozesse für eine große Anzahl von Fügeaufgaben ausräumen. Gegenstand
der bisher durchgeführten Untersuchungen war die Darstellung der
technologischen und vor allem wirtschaftlichen Potenziale insbesondere
an T-Stößen mit der Zielstellung des einlagig erzeugten Vollanschlusses.
Einseitige Schweißung am T-Stoß
Beidseitige Schweißung am T-Stoß
MKJ-Diagramm der beidseitigen Schweißung bei 50%iger Überlebenswahrscheinlichkeit
Nach dem Nachweis der Festigkeitseigenschaften im Dauerschwingversuch wurde
als weiterer Schwerpunkt, gemeinsam mit Bombardier Transportation Görlitz, die
Durchführung einer Musterfertigung zur Bewertung der Prozessstabilität und der
Reproduzierbarkeit der Parameter definiert. Gefertigt wurde eine Losgröße von 40
Doppel-T-Trägern mit Doppelkehlnähten bei voll angeschlossenem Stoß über eine
Nahtlänge von 800 mm. Es wurde hierbei ein durchgehendes fehlerfreies Durchschweißen durch eine anschließende Ultraschallprüfung festgestellt. Es kann
somit eingeschätzt werden, dass sich der gesamte Fertigungsablauf bewährt hat.
Durchführung der Fertigungsschweißung

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