Alois Lang: Schweißen von Aluminium. Charakteristische Eigenschaften, Schweißqualität und Anforderungen aus der Anwendernorm DIN EN 1090-3, WEKA Praxislösungen, Kissing 2014

Aluminium und seine Legierungen bieten spannende Möglichkeiten in der Verarbeitung und beim Fügen, wie Alois Lang in seiner vorgeschlagenen Praxislösung mit dem Titel „Schweißen von Aluminium - Charakteristische Eigenschaften, Schweißqualität und Anforderungen aus der Anwendernorm DIN EN 1090-3“ beschreibt. Die Vorteile, die er nennt, sind, dass dies, konsequent umgesetzt, zu hocheffizienten Fertigungskonzepten führt und außerdem ein Leichtbaupotenzial bietet, das für eine zukünftige ressourcenschonende Mobilität erforderlich ist. Die entsprechende Leichtbauqualität von Aluminiumwerkstoffen ist allerdings von einer dem Werkstoff entsprechenden Verarbeitung abhängig, wie sich gerade beim Fügen durch Schweißen immer wieder zeigt.

Das Ziel: Aluminium als Werkstoff nutzen

Herausforderungen im Umgang mit Aluminium sind zum einen, schon in der Einführung von Aluminiumwerkstoffen in der Serienfertigung neue, aluminiumgerechte Technologien und Methoden mit den passenden Prozessparametern zur Serienreife zu bringen. Zum anderen ist Aluminium ein im Vergleich zu Stahlwerkstoffen junger Werkstoff, dessen werkstoffgerechter Umgang damit ein gewisses Verständnis und Fachwissen dafür erfordert. Jegliches Fachwissen fehlt bisher oft noch, da Stahl, nicht Aluminium, der Werkstoff ist, auf den die Metallfach- und die ganze Ingenieurausbildung ausgerichtet ist. Auch in der Ausbildung spielt Aluminium bisher immer noch eine untergeordnete Rolle. Diese genannten Herausforderungen sind die Ausgangssituation und Motivation zu diesem Fachbuch.

Themen: Schweißbarkeit von Aluminium und Aluminiumlegierungen

Neben den theoretischen Grundlagen vermittelt es die vielfältigen Möglichkeiten, die Aluminiumwerkstoffe bieten, und zeigt, wie sie fachgerecht mit Schmelzschweißprozessen verbunden werden können. Daneben werden die aluminiumtypischen Eigenheiten, beispielsweise hinsichtlich der Nahtvorbereitung, der Qualitätsbeurteilung und der konstruktiven Voraussetzungen sowie seine Korrosionseigenschaften aufgezeigt. Schließlich werden auch Anforderungen aus der Anwendernorm DIN EN 1090-3 und ergänzende Normen für das Aluminiumschweißen dargestellt.

Abgehandelt werden unter anderem die Themen „Aluminiumlegierungen“, „Wärmebehandlung von Aluminium“, „Festigkeitssteigerung bei Aluminium und seinen Legierungen“, die „Verarbeitung von Aluminium und seinen Legierungen“, die „Schweißbarkeit von Aluminiumwerkstoffen“ sowie das „Verhalten von Aluminium beim Schweißen.“ Im zweiten Teil geht es um den „Einfluss der Oxidhaut auf Schweißergebnis und Schweißprozess“, „Einfluss der Wärme beim Schweißen von Aluminium“, „Risse beim Schweißen von Aluminium“, „Poren in der Schweißnaht“, „Einfluss der Konstruktion auf das Schweißergebnis“, „Schweißen von Walzprodukten“, „Schweißen von Strangpressprofilen“ und „Schweißen von Aluminiumgusswerkstoffen.“

Zur Sprache kommen auch Aluminiumlegierungen, also der Einfluss von anderen Metallen wie zum Beispiel Mangan, Kupfer oder Silizium, Titan, Blei, Zink oder Zirkon auf Aluminium. Auch bestimmte Vorgaben wie die der DIN EN 1090-3, die gültig ist für Aluminiumtragwerke, werden angeführt.

Gussteile erfordern immer noch einen höheren Betreuungsaufwand im Vergleich zu Walzprodukten und Profilen

Eine wesentliche Erkenntnis in Bezug auf den Einsatz von Gussteilen ist, dass im nicht aufsichtspflichtigen Bereich, wie zum Beispiel im Automobilbau, geschweißte Konstruktionen aus Guss mit Blechen und Profilen Stand der Technik sind. Gusskomponenten stellen als Ergänzung in Schweißkonstruktionen sowohl fertigungs-, als auch kostentechnisch eine interessante Alternative dar. Der Einsatz von Gussteilen in Schweißkonstruktionen ist im Allgemeinen eine Frage der Stückzahl. Bei Serienproduktionen und dem geeigneten Gießverfahren vereinfacht diese Lösung die schweißtechnische Fertigung. Gussteile erfordern aber einen höheren Betreuungsaufwand im Vergleich zu Walzprodukten und Profilen. Das ist das Fazit der vorliegenden Arbeit.

Zusammenfassung

• Charakteristische Eigenschaften von Aluminium und Aluminiumlegierungen: Sie lernen den Werkstoff und seine Besonderheiten kennen: von der Gewinnung und Herstellung über die chemischen Eigenschaften bis hin zur Wärmebehandlung und Festigkeitssteigerung.
• Schweißbarkeit und Verarbeitung von Aluminiumwerkstoffen: Sie erfahren, wie sich Aluminium und seine Legierungen beim Schweißen verhalten und worauf es bei der schweißtechnischen Verarbeitung ankommt.
• Schweißqualität und Vermeidung von aluminiumtypischen Schweißfehlern: Wir erläutern Ihnen u.a. den Einfluss der Oxidhaut und zeigen Ihnen, wie Sie Risse beim Schweißen und Poren in der Schweißnaht vermeiden können.
• Anforderungen aus der Anwendernorm DIN EN 1090-3 und ergänzenden Normen: Sie erhalten kompakte Informationen zu der seit dem 1.Juli 2014 allein gültigen Norm DIN EN 1090-3 zur Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken und zu ergänzenden Normen

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