Laserstrahlschweissen von hochfesten Aluminium-Lithium-Legierungen (Diplomarbeit)

Abstract

Die derzeitigen Entwicklungen im Flugzeugbau werden durch die allgemeine Forderung nach einer Steigerung der Wirtschaftlichkeit bestimmt. Das Laserstrahlschweißen ist dabei eines der vielversprechendsten Fügeverfahren für die Anwendung im Flugzeugbau durch das die Herstellungskosten deutlich reduziert werden können. Zudem kann durch die Verwendung von leichten und hochfesten Aluminium-Legierungen das Gewicht einer Flugzeugstruktur zusätzlich reduziert werden. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Prozesses zum Laserstrahlschweißen einer Skin-Stringer-Verbindung aus den Aluminium-Lithium-Legierungen AA2196 (als Stringer-Werkstoff) und AA2198 (als Skin- und Stringer-Werkstoff). Unter Verwendung der statistischen Versuchsplanung wurden die optimalen Einstellungen der Schweißprozessparameter für die verschiedenen Werkstoffkombinationen ermittelt, die Anwendung beim Schweißen eines 5-Stringer-Paneels finden sollen. Hierzu wurden die Schweißnähte eingehend auf Unregelmäßigkeiten und Gefügebesonderheiten untersucht sowie verschiedenen mechanischen Prüfungen unterzogen, die die Qualität der Schweißverbindung bestimmen. Weiterhin wurde auch der Einfluss der Oxidschicht und der Nahtvorbereitung auf das Schweißergebnis untersucht.