Risse beim Laserschweißen: Ursachen und Lösungen

Wie entstehen Schweißrisse in Laserschweißgeräten?

Beim Laserschweißen werden hochenergetische Laserimpulse eingesetzt, um das Zielmetall zu fokussieren und zu schmelzen, wodurch die Werkstücke miteinander verschweißt werden.

Die neue Schweißtechnik wirkt sich positiv aus, kann aber bei unsachgemäßer Handhabung zu Heiß- oder Kaltrissen führen.

Wie entstehen Schweißrisse in einer Laserschweißmaschine?

Metallurgische Faktoren

Die unausgewogene schnelle Erwärmung und Abkühlung beim Laserschweißen führt zu einem komplexen Spannungszustand in der Verbindung, der als mechanischer Faktor zur Rissbildung beiträgt.

Beim Laserschweißen handelt es sich um eine Reihe von unausgewogenen Prozessen, die zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Komponenten und einem gehärteten Gefüge mit geringer Rissbeständigkeit während der schnellen Erstarrung führen. Dies ist ein metallurgischer Faktor, der die Entstehung von Rissen begünstigt.

Mechanische Faktoren

Es gibt drei Arten von Rissen, die während des Schweißens eines Bauteils auftreten können Laser-SchweißmaschineProduktrisse, Verflüssigungsrisse und Wiedererwärmungsrisse.

Der Kristallriss ist eine Folge der ungleichmäßigen Zusammensetzung im Makrobereich der Schweißnaht.

Der zentrale Bereich der Schweißnaht ist der Bereich, in dem die Flüssigphasenkristallisation zuletzt stattfindet und in dem sich die säulenförmigen Kristalle auf beiden Seiten der Schweißnaht treffen.

Leider sammeln sich in diesem Bereich auch zahlreiche Verunreinigungen mit niedrigem Schmelzpunkt an, was zu einer Entmischung der Mittellinie führt, die die Haftfestigkeit schwächt.

Unter bestimmten mechanischen Bedingungen kann es an dieser Stelle zu Rissen kommen.

Deshalb ist es wichtig, auftretende Risse sofort zu erkennen und zu beseitigen.

Was kann also getan werden, um das Auftreten von Schweißrissen in einer Laserschweißmaschine zu verringern?

Wie kann man das Auftreten von Schweißrissen bei Laserschweißmaschinen verringern?

Es gibt zwei Hauptmaßnahmen:

Ändern der Parameter der Laserschweißmaschine

Die Hauptursachen für thermische Risse beim Pulslaserschweißen liegen in der Erstarrung der Schweißnaht nach der Laserschweißverfahren. Während dieses Prozesses durchläuft die Schweißnaht einen Temperaturbereich mit geringer Plastizität, der als spröde Temperaturzone bezeichnet wird.

Die Kristallisation des Schweißguts wird durch die Zugspannung beeinflusst, die durch die Schwierigkeit des geschweißten Metalls zu schrumpfen verursacht wird.

Diese Zugspannung führt zu einer elastisch-plastischen Verformung der Schweißnaht.

Wenn sich das Schweißgut in der spröden Temperaturzone befindet und die plastische Verformung die Plastizität des Metalls übersteigt, bilden sich Risse.

Das Legierungssystem des Werkstoffs entsprechend der Art des Risses angemessen verbessern

Die Ursachen für Kaltrisse beim Pulslaserschweißen treten während des Abkühlprozesses auf. A martensitisches Gefüge bildet sich in der Nähe der Naht, und es entstehen Schweißspannungen sowie mikrostrukturelle Spannungen.

Das Metall mit martensitischem Gefüge hat eine hohe Festigkeit, aber eine geringe Plastizität und Eigenspannung während des Abkühlungsprozesses im Schweißgut verbleibt.

Bei ferritischem oder austenitischem, abgeschrecktem Stahl ist der Spannungszustand des Schweißnähte ist durch die Bildung von Längsdruckspannungen in der Nähe des Schweißbereichs gekennzeichnet. Dies wird durch die martensitische Umwandlung verursacht, die in diesem Bereich während des Schweißens auftritt.

Diese Art von Spannungen kann zur Bildung von Kaltrissen führen.

Ursachen für thermische Risse:

Das Auftreten von thermischen Rissen beim Laserschweißen hängt von verschiedenen Faktoren ab, u. a. von der chemischen Zusammensetzung des Schweißguts und der Umgebung, den Bedingungen und Eigenschaften des Kristallisationsprozesses, dem Ausmaß der chemischen und physikalischen Mikroheterogenität, der Größe der Verformung und der Geschwindigkeit, mit der die Verformung zunimmt.

Gegenwärtig wird der Mechanismus der Kristallrissbildung wie folgt beschrieben: 

Während des Erstarrungsprozesses eines BlechbiegemaschineDie Schweißnaht der Laserschweißmaschine durchläuft einen Temperaturbereich mit geringer Plastizität, der als spröde Temperaturzone bezeichnet wird.

Die Kristallisation des Schweißguts wird durch die Zugspannung beeinflusst, die durch die Schwierigkeit des geschweißten Metalls zu schrumpfen verursacht wird.

Das Vorhandensein von Zugspannungen führt zu elastisch-plastischen Verformungen in der Schweißnaht.

Wenn sich das Schweißgut in der spröden Temperaturzone befindet und die plastische Verformung die Plastizität des Metalls übersteigt, bildet sich ein Riss.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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