Auswirkung einer Gleichstromimpulsüberlagerung auf den Prozess des E-Handschweißens unter Wasser

Vorhabenbeschreibung:

Die Verwendung von Stahlkonstruktionen wie Schiffen und Offshorestrukturen ist ein wichtiger Bestandteil der Energiewende und der Versorgungssicherheit. Reparaturen und Erweiterungen dieser Bauwerke sind in den nächsten Jahren unerlässlich und vor allem mit dem nassen Unterwasserschweißen effizient darzustellen. Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, den Unterwasserschweißprozess mit Stabelektroden durch den Einsatz von gepulstem Strom zu verbessern, ohne dass zusätzliche Arbeit für den Tauchschweißer erforderlich ist. Eine solche Entwicklung ermöglicht mehr Anwendungsbereiche für Tauchbetriebe sowie die Entwicklung von Schweißquellen und -zusätzen und stärkt somit kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in Deutschland. Der Einsatz von gepulstem Strom ist bereits bekannt und hat sich bei anderen Schweißverfahren bewährt. Beim MSG-Verfahren ist es möglich, durch Modulation der Frequenz und der Amplitude der Stromimpulse den Materialtransfer zu steuern und einen oder mehrere Tropfen Metall pro Impuls freizusetzen. Beim WIG-Verfahren erlaubt die Modulation die Steuerung der Schmelzbadgröße und die Möglichkeit einer geringeren Wärmezufuhr. In diesem Forschungsvorhaben sollen nun diese Vorteile auf das nasse Unterwasserschweißen übertragen werden. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts ermöglichen eine bessere Anwendung des Einsatzes von gepulstem Strom beim Unterwassernassschweißen, zu dem es bisher nur wenige Studien gibt. Für die Untersuchungen werden Stromimpulse im Bereich von 5 bis 120 Hz, Zusatzwerkstoffen und in Wassertiefen von 0,5 bis 20 Metern erprobt. Eine direkte Veränderung der Schweißnahtstabilität wird in Umgebungen mit höherem Druck erwartet, wo der Prozess naturgemäß instabiler ist. Darüber hinaus werden unterschiedliche Einbrandprofile erwartet und ein geringerer diffusibler Wasserstoffgehalt im Vergleich zum konventionellen nassen Unterwasserschweißen aufgrund der geringeren Wärmeeinbringung und der Bewegung im Schweißbad.