Untersuchung zum Wasserstoffgehalt in der Prozesszone und dem resultierenden Wasserstoffeintrag in das Schweißgut beim nassen Lichtbogen- und Laserstrahlschweißen (WaPro)

• Antragsteller: Dr.-Ing. Thomas Hassel; Professor Dr.-Ing. Volker Wesling
• Fachliche Zuordnung: Fügetechnik und Trenntechnik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461883637

Der Wasserstoffeintrag in das Material stellt beim Schweißen unter Wasser eine erhebliche Herausforderung dar. Allerdings existieren keine grundlegenden Studien zur Abhängigkeit des Wasserstoffgehaltes in der Prozesszone und dem resultierenden Wasserstoffeintrag in das Schweißgut für das nasse Lichtbogen- und Laserstrahlschweißen. Aus dem Stand der Forschung ergeben sich daher dringenden Fragen, die im Rahmen des beantragten Projektes beantwortet werden müssen:1. Kann der Entstehungsort des Wasserstoffs in der Prozesszone ermittelt werden? Welche Rolle spielen dabei die Übergangsbereiche Lichtbogen/Laserstrahl-Werkstück, Lichtbogen/Laserstrahl-Blase und Gasblase-Wasser? 2. Wie beeinflussen die Prozesseinstellgrößen die Wasserstofferzeugung in der Prozesszone? 3. Führt eine veränderte Wasserstoffkonzentration in der Prozesszone zu einem geänderten Wasserstoffeintrag in das Schweißgut?4. Wie hängen die Wasserstoffbildung und der Wasserstoffeintrag von der Schweißenergieform ab (vergleich Lichtbogen – Laserstrahlung)?5. Kann aus spektrometrischen Daten der Prozesse unter Wasser auf die Quantität des entstehenden Wasserstoffs in der Prozesszone rückgeschlossen werden?Das übergeordnete Ziel des Vorhabens besteht in der Untersuchung des Wasserstoffgehaltes in der Prozesszone und dem resultierenden Wasserstoffeintrag in das Schweißgut beim nassen Lichtbogen- und Laserstrahlschweißen unter Wasser. Ein wesentlicher Aspekt gilt hierbei dem Verständnis, an welcher Stelle der Prozesszone der Wasserstoff gebildet wird und wie sich die wesentlichen Prozesseinstellgrößen auf die Entstehung und Quantität auswirken. Ziel ist es ferner zu klären, wie sich die Wasserstoffkonzentration in der Prozesszone auf den Wasserstoffeintrag in die Schweißnaht auswirkt. Die anzustrebenden Erkenntnisse sind schließlich zusammenzuführen, um Möglichkeiten der Wasserstoffreduzierung beim nassen Lichtbogen- und Laserstrahlschweißen abzuleiten. Exemplarisch soll für ausgewählte, praxisrelevante Schweißnahtgeometrien, wie beispielsweise eine Kehlnaht, ein abschließender Vergleich Gefährdung durch den Wasserstoff für beide Schweißverfahren durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen