DE112016005584T5

DE112016005584T5 - Verfahren für Metallschutzgasschweissen (GMAW) von nitrierten Stahlkomponenten unter Verwenden eines Seelenschweissdrahts

Info

Publication number: DE112016005584T5
Application number: DE112016005584.6T
Authority: DE
Inventors: Guobin Yin; Troy K. Hogan
Original assignee: Magna Powertrain Inc; Magna Powertrain of America Inc
Current assignee: MAGNA POWERTRAIN INC., CA
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2018-09-13
Also published as: CN108367377A; WO2017096456A1

Abstract

Verfahren für ein Metallschutzgasschweißen einer aus nitriertem Stahl ausgebildeten ersten Komponente an eine zweite Komponente, wobei ein reduzierter Porenraumanteil in der Schweißnaht bereitgestellt wird. Ein Schweißdraht umfassend eine von einer Umhüllung umgebene Seele wird zum Schweißen der Komponenten verwendet. Der Werkstoff der Seele ist aus Weichstahl umfassend 0,7 bis 3,0 Gew.-% Aluminium und 0,7 bis 1,5 Gew.-% Titan ausgebildet. Der Werkstoff der Umhüllung ist vollständig aus kohlenstoffarmem Stahl ausgebildet. Während des Schweißprozesses verbindet sich der Stickstoff aus dem nitrierten Stahl mit dem Aluminium und Titan des Schweißdrahts, um Aluminiumnitrid und Titannitrid auszubilden anstelle von Stickstoffblasen, die zu einem hohen Porenraumanteil führen. Das Verfahren kann verwendet werden, um in Automobilanwendungen verwendete Komponenten zu schweißen, beispielsweise um einen Zahnkranz und eine Hülse einer Schwungscheibe zu schweißen, könnte alternativ jedoch für andere Automobil- oder Nicht-Automobilanwendungen verwendet werden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Teilfortführung beansprucht die am 11. Juni 2013 eingereichte US-Patentanmeldung Nr. 13/993,244 , die eine nationale Phase der am 19. Dezember 2011 eingereichten PCT/CA11/01390 ist, die die Priorität der am 17. Dezember 2010 eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 61/424,327 beansprucht, die alle jeweils in ihrer Gesamtheit verweishalber hierin aufgenommen werden. Diese Teilfortführung beansprucht zudem die am 13. Februar 2015 eingereichte provisorische US-Patentanmeldung Nr. 62/115,859 , die in ihrer Gesamtheit verweishalber hierin aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zum Schweißen von oberflächenbehandelten Metallkomponenten, wie zum Beispiel Metallschutzgasschweißen (GMAW, Gas Metal Arc Welding) von nitrierten Stahlkomponenten, und Schweißkonstruktionen, die aus oberflächenbehandelten Metallkomponenten ausgebildet sind.
Nächstliegender Stand der Technik
In Kraftfahrzeuganwendungen verwendete Stahlkomponenten werden häufig durch eine Schweißtechnik zusammengefügt. Das Laserstrahlschweißen ist eine Art von Fügetechnik, die eine Reihe von Vorteilen bietet, wie zum Beispiel ein geringer Wärmeeintrag, kurze Zykluszeiten und optisch ansprechende Schweißnähte. Der Prozess wird häufig in Anwendungen mit hohem Volumen verwendet, wie zum Beispiel dem Zusammenschweißen von Antriebsstrangkomponenten in der Automobilindustrie. Auf diese Weise können Komponenten, die mehrere Sorten oder mehrere Arten von Werkstoff enthalten, zu relativ niedrigen Produktionskosten hergestellt werden.
Das Metallschutzgasschweißen ist ein anderes Verfahren, das zum Schweißen von Metallkomponenten verwendet wird, zum Beispiel Stahlkomponenten, die in Kraftfahrzeuganwendungen verwendet werden. Diese Schweißtechnik umfasst ein Ausbilden eines Lichtbogens zwischen einer abschmelzenden Drahtelektrode und einer Fügestelle zwischen den beiden Metallkomponenten, um einen Werkstoffübergang von der Drahtelektrode zu der Fügestelle zu bewirken. Der Übergang des erwärmten Drahtwerkstoffs kann mit verschiedenen unterschiedlichen Verfahren erfolgen, beispielsweise feintropfig, durch Kurzlichtbogen, Sprühlichtbogen und Impulslichtbogen. Der Werkstoffübergang von der Drahtelektrode zu der Fügestelle schmilzt einen Teil der beiden Komponenten entlang der Fügestelle ab und bildet eine Schweißnaht. Die Schweißnaht umfasst eine Mischung aus Werkstoffen von den beiden Komponenten sowie des Werkstoffs von der abschmelzenden Drahtelektrode. Die GMAW-Technik ist relativ schnell und kann automatisiert werden. Somit ist sie häufig eine bevorzugte Technik zum Schweißen von Komponenten in der Automobilindustrie.
Es ist häufig wünschenswert, aus nitriertem Stahl ausgebildete Komponenten zu schweißen. Nitrieren ist eine Art von Wärmebehandlung, die Stickstoff in die Oberfläche der Stahlkomponente diffundiert. Das Nitrieren von Stahl wird üblicher, da es die Verwendung von dünneren Komponenten ermöglicht, wodurch sich das Gewicht reduziert. Nitrieren ist zudem wünschenswert, da es die Zugfestigkeit, Streckgrenze und Härte der Komponente erhöht. Der Nitrierprozess kann Gasnitrieren, Salzbadnitrieren oder Plasmanitrieren umfassen. Wenn GMAW bei einer nitrierten Stahlkomponente verwendet wird, umfasst die resultierende Schweißnaht jedoch einen unerwünscht hohen Porenraumanteil, der durch Stickstoffblasen verursacht wird, die von dem nitrierten Stahl stammen. Der hohe Porenraumanteil kann die Qualität und Leistung der Schweißnaht beeinträchtigen und sollte daher vermieden werden. Eine Technik, die zum Vermeiden des hohen Porenraumanteils verwendet wird, ist ein Entfernen der nitrierten Schicht von der Oberfläche der Stahlkomponente in der Schweißzone und ein anschließendes Maskieren der angrenzenden Bereiche der nitrierten Stahlkomponente vor dem GMAW-Prozess. Somit wird die Schweißnaht von einem Teil der Komponente ausgebildet, der nicht die nitrierte Schicht umfasst, und daher werden die Stickstoffblasen, die zu dem unerwünscht hohen Porenraumanteil in der Schweißnaht führen, vermieden. Der Kosten- und Zeitaufwand für das Entfernen der nitrierten Schicht und das Maskieren der angrenzenden Bereiche ist jedoch nicht ideal.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der Erfindung stellt einen Prozess für ein Laserstrahlschweißen von nitrierten Stahlkomponenten bereit. Das Verfahren umfasst ein Anordnen von zwei Stahlkomponenten relativ zueinander, um eine Fügestelle auszubilden, die zu schweißen ist, wobei mindestens eine der beiden Stahlkomponenten eine nitrierte Stahlkomponente ist. Das Verfahren umfasst dann ein Ausbilden einer Schweißnaht entlang der Fügestelle, um die beiden Stahlkomponenten zusammenzufügen. Der Schritt des Ausbildens umfasst ein Vorrücken einer Laserstrahl-Bestrahlungsposition entlang der Fügestelle in einer Schweißrichtung, wobei der Laserstrahl die beiden Stahlkomponenten an der Bestrahlungsposition bestrahlt und in der Fügestelle ein Schweißbad ausbildet, das geschmolzenen Stahl von den beiden Stahlkomponenten enthält, die auf eine Schweißtemperatur erwärmt wurden; und Vorrücken eines Fülldrahts entlang der Fügestelle in der Schweißrichtung, wobei der Fülldraht einen Seele aufweist, die einen metallischen Verbundwerkstoff umfasst, der Titan enthält, wobei der Fülldraht der Laserstrahl-Bestrahlungsposition in der Schweißrichtung vorausgeht und von dem Laserstrahl um einen Abstand beabstandet ist, der ausreichend klein ist, damit ein Spitzenteil des Fülldrahts direkt in das Schweißbad vor dem Laserstrahl entlang der Schweißrichtung eingebracht wird. Der geschmolzene Werkstoff von dem Spitzenteil des Fülldrahts mischt sich in das Schweißbad, und das in dem geschmolzenen Werkstoff vorhandene Titan verbindet sich mit Stickstoff von der nitrierten Stahlkomponente und bildet innerhalb des Schweißbads bei der Schweißtemperatur Titannitrid aus.
Ein anderer Aspekt der Erfindung stellt einen Prozess für ein Laserstrahlschweißen von nitrierten Stahlkomponenten bereit, umfassend ein Anordnen von zwei Stahlkomponenten relativ zueinander, um eine Fügestelle auszubilden, die zu schweißen ist, wobei mindestens eine der beiden Stahlkomponenten eine nitrierte Stahlkomponente ist; unter Verwenden eines Laserstrahls, Bestrahlen der beiden Stahlkomponenten entlang der Fügestelle, um Werkstoff innerhalb jeder der beiden Stahlkomponenten auf eine Schweißtemperatur zu erwärmen und dadurch ein Schweißbad in der Fügestelle auszubilden; und Einbringen von Titan in eine Vorderkante des Schweißbads, wobei sich die Vorderkante des Schweißbads vor dem Laserstrahl entlang einer Schweißrichtung befindet. Das eingebrachte Titan verbindet sich mit Stickstoff, der von der nitrierten Stahlkomponente in das Schweißbad abgegeben wird, um Titannitrid innerhalb des Schweißbads bei der Schweißtemperatur auszubilden.
Ein anderer Aspekt der Erfindung stellt einen Prozess für ein Lasterstrahlschweißen von oberflächenbehandelten Stahlkomponenten bereit, umfassend: ein Anordnen von zwei Stahlkomponenten relativ zueinander, um eine Fügestelle auszubilden, die zu schweißen ist, wobei mindestens eine der beiden Stahlkomponenten eine oberflächenbehandelte Stahlkomponente ist; und Ausbilden einer Schweißnaht entlang der Fügestelle, um die beiden Stahlkomponenten zusammenzufügen. Der Schritt des Ausbildens umfasst ein Vorrücken einer Laserstrahl-Bestrahlungsposition entlang der Fügestelle in einer Schweißrichtung, wobei der Laserstrahl die beiden Stahlkomponenten an der Bestrahlungsposition bestrahlt und in der Fügestelle ein Schweißbad ausbildet, das geschmolzenen Stahl von den beiden Stahlkomponenten enthält, die auf eine Schweißtemperatur erwärmt wurden; und Vorrücken eines Fülldrahts entlang der Fügestelle in der Schweißrichtung. Der Fülldraht weist eine Seele auf, die einen metallischen Verbundwerkstoff umfasst, der einen Bestandteil umfasst, der ausgewählt ist, um eine Verbindung mit einer Spezies auszubilden, die von der oberflächenbehandelten Stahlkomponente in das Schweißbad abgegeben wird, und wobei der Fülldraht der Laserstrahl-Bestrahlungsposition in der Schweißrichtung vorausgeht und von dem Laserstrahl um einen Abstand beabstandet ist, der ausreichend klein ist, damit ein Spitzenteil des Fülldrahts über einer Schmelztemperatur davon während des Ausbildens des Schweißbads erwärmt wird. Der geschmolzene Werkstoff von dem Spitzenteil des Fülldrahts mischt sich in das Schweißbad, und der in dem geschmolzenen Werkstoff vorhandene Bestandteil verbindet sich mit der von der oberflächenbehandelten Stahlkomponente abgegebenen Spezies, um die Verbindung innerhalb des Schweißbads bei der Schweißtemperatur auszubilden.
Noch ein anderer Aspekt der Erfindung stellt einen Prozess für ein Laserstrahlschweißen von oberflächenbehandelten Stahlkomponenten bereit, umfassend: ein Anordnen von zwei Stahlkomponenten relativ zueinander, um eine Fügestelle auszubilden, die zu schweißen ist, wobei mindestens eine der beiden Stahlkomponenten eine oberflächenbehandelte Stahlkomponente ist; unter Verwenden eines Laserstrahls, Bestrahlen der beiden Stahlkomponenten entlang der Fügestelle, um Werkstoff innerhalb jeder der beiden Stahlkomponenten auf eine Schweißtemperatur zu erwärmen und dadurch ein Schweißbad auszubilden; und Einbringen eines metallischen Bestandteils in eine Vorderkante des Schweißbads, wobei sich die Vorderkante des Schweißbads vor dem Laserstrahl entlang einer Schweißrichtung befindet. Der eingebrachte metallische Bestandteil verbindet sich mit einer Spezies, die von der oberflächenbehandelten Stahlkomponente in das Schweißbad abgegeben wird, um eine Verbindung innerhalb des Schweißbads bei der Schweißtemperatur auszubilden, die stabil ist.
Die Erfindung stellt zudem ein Verfahren für ein Metallschutzgasschweißen (GMAW, Gas Metal Arc Welding) einer aus nitriertem Stahl ausgebildeten Komponente an eine andere Komponente ohne Entfernen der nitrierten Schicht oder Maskieren bereit, und stellt somit verringerte Kosten und einen verbesserten Wirkungsgrad bereit.
Das Verfahren umfasst ein Anordnen einer aus nitriertem Stahl ausgebildeten ersten Komponente entlang einer zweiten Komponente, um eine Fügestelle dazwischen vorzubereiten; und ein Ausbilden eines Lichtbogens zwischen einem Schweißdraht und der Fügestelle. Der Schritt des Ausbildens des Lichtbogens zwischen dem Schweißdraht und der Fügestelle umfasst einen Werkstoffübergang des Schweißdrahts zu der Fügestelle und ein Schmelzen zumindest eines Teils jeder Komponente mit dem Werkstoff des Schweißdrahts, um eine Schweißnaht auszubilden. Der Werkstoff des Schweißdrahts ist eisenbasiert und umfasst Aluminium und/oder Titan. Vorzugsweise umfasst der Schweißdraht eine Seele, die aus dem eisenbasierten Werkstoff mit dem Aluminium und/oder Titan ausgebildet ist, und die Seele ist von einer aus einem eisenbasierten Werkstoff ausgebildeten Umhüllung umgeben. Der in dem geschmolzenen nitrierten Stahl vorhandene Stickstoff verbindet sich mit dem Aluminium und/oder Titan des geschmolzenen Schweißdrahts in dem Schweißbad und bildet somit Aluminiumnitrid (AlN) und/oder Titannitrid (TiN) aus anstelle der Stickstoffblasen, die zu dem unerwünscht hohen Porenraumanteil führen.
Ein anderer Aspekt der Erfindung stellt eine Schweißkonstruktion bereit, die durch Metallschutzgasschweißen ausgebildet wird, wobei der Schweißdraht Aluminium und Titan umfasst. Die Schweißkonstruktion umfasst eine erste aus nitriertem Stahl ausgebildete Komponente und eine an die erste Komponente geschweißte Komponente. Die zwischen den beiden Komponenten ausgebildete Schweißnaht umfasst Aluminiumnitrid und Titannitrid anstelle des in den früheren Konstruktionen vorhandenen unerwünscht hohen Porenraumanteils.
Figurenliste
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich, wenn diese durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, wobei:

1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Laserschweißsystems ist, das zum Implementieren eines Prozesses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
2 eine schematische isometrische Ansicht ist, die einen Laserschweißprozess gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine schematische Ansicht ist, die ein Querschnittsprofil einer Laserschweißnaht zwischen nitrierten Stahlkomponenten darstellt, die unter Verwenden eines Prozesses aus dem Stand der Technik ausgebildet wurde;
4 eine schematische Ansicht ist, die ein Querschnittsprofil einer Laserschweißnaht zwischen nitrierten Stahlkomponenten darstellt, die unter Verwenden eines Prozesses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurde;
5 eine seitliche Schnittansicht einer Schweißkonstruktion, die eine aus nitriertem Stahl ausgebildete erste Komponente und eine aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ausgebildete zweite Komponente umfasst, und eines Schweißdrahts, der zum Ausbilden der Schweißnaht gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, ist;
6 den niedrigen Porenraumanteil der gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Schweißnaht zeigt; und
7 den höheren Porenraumanteil einer gemäß einem vergleichbaren Verfahren ausgebildeten Schweißnaht zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die nachfolgende ausführliche Beschreibung wird bereitgestellt, um einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, und wird im Kontext einer bestimmten Anwendung und den entsprechenden Anforderungen bereitgestellt. Verschiedene Modifikationen der offenbarten Ausführungsformen sind für Fachleute offensichtlich, und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewendet werden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung soll somit nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern den größtmöglichen Schutzumfang gemäß den hierin offenbarten Prinzipien und Merkmalen abdecken.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Laserschweißsystems gezeigt, das zum Implementieren eines Prozesses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Insbesondere ist das System der Figur 1 für ein Laserschweißen von nitrierten Stahlkomponenten sowie anderen Arten von oberflächenbehandelten Metallkomponenten geeignet. Das System, das allgemein bei 100 gezeigt ist, umfasst eine Laserquelle (nicht gezeigt), wie zum Beispiel einen Scheibenlaser. Gemäß einem bestimmten und nicht einschränkenden Beispiel ist die Laserquelle ein Laser des Trumpf-Modells TruDisk 4002 mit einer maximalen Ausgangsleistung von 4 kW bei einer Wellenlänge von 1030 nm. Der Laserstrahl wird unter Verwenden einer optischen Faser mit einem Kerndurchmesser von 600 µm (nicht gezeigt) bereitgestellt, und wird unter Verwenden eines geeigneten Laserschweißkopfes 104, wie beispielsweise eines Trumpf Laserschweißkopfes D70, auf die Werkstückoberfläche fokussiert. In diesem Beispiel weisen sowohl die Kollimatorlinse als auch die Fokussierlinse des Schweißkopfs 104 eine Brennweite von 200 mm auf. Somit ist die Größe des Strahlpunkts 106 bei Fokussieren 0,6 mm im Durchmesser. Gegebenenfalls werden eine andere geeignete Laserquelle und/oder ein anderer geeigneter Schweißkopf anstelle der oben erörterten speziellen Beispiele verwendet.
In dem System 100, das in 1 gezeigt ist, ist der Schweißkopf 104 an dem Werkzeug eines nicht dargestellten Roboters angebracht, wie zum Beispiel eines ABB-Roboters des Modells IRB4400. Beispielsweise ist der Roboter programmiert, den Schweißkopf 104 zu bewegen, um das Schweißen zwischen einem Zahnkranz 108 und einer dünnen Scheibe aus gestanztem Stahl 110 durchzuführen, um eine Schwungscheibe auszubilden. Wie oben erörtert, wird der Zahnkranz 108 in der Regel durch Einsatzhärten behandelt, um die Härte und Verschleißfestigkeit der Zähne zu erhöhen, während die gestanzte Scheibe 110 aus kohlenstoffarmem Stahl gefertigt und nitriert wird. In dem aktuellen Beispiel ist die gestanzte Scheibe 110 gasnitriert mit einer Kugelpolierung, die Diffusionsdicke des Stickstoffs beträgt mindestens 0,45 mm, und die Verbindungsschichtdicke beträgt ≧0,015 mm. Die Fläche der gestanzten Scheibe 110 mit der Nitridschicht ist eine der Stoßflächen in der Fügestelle, die lasergeschweißt wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 wird ein Fülldraht 112 mit Metallseele unter Verwenden einer Drahtvorschubvorrichtung 114 derart vorgeschoben, dass ein Spitzenteil des Fülldrahts 112, der üblicherweise auch als Kehlnahtdraht bezeichnet wird, angrenzend an den Strahlpunkt 106 positioniert ist. Die Drahtvorschubvorrichtung 114 ist an dem Schweißkopf 104 derart angebracht, dass die Position der Drahtvorschubvorrichtung 114 relativ zu dem Schweißkopf 104 fixiert ist. Ein Schutzgas wird über eine Schutzgasdüse 116 auf bekannte Weise bereitgestellt, um den Schweißbereich vor Oxidation zu schützen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 2 ist eine schematische isometrische Ansicht eines Laserschweißprozesses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Während des Laserschweißprozesses wird der Fülldraht 112 in das Schweißbad 200 an einer Stelle vorgeschoben, die vor dem Laserstrahl 204 in der Schweißrichtung liegt, so dass sich der geschmolzene Fülldrahtwerkstoff 202 effizient mit dem geschmolzenen Werkstoff in der Fügestelle zwischen den Komponenten mischt, die geschweißt werden. Die Wärme, die erzeugt wird, wenn der Laserstrahl 204 die Oberfläche der Werkstücke 206a und 206b bestrahlt und das Schweißbad 200 ausbildet, ist ausreichend, um den Fülldraht 116 zum Schmelzen zu bringen, so dass der Spitzenteil des Fülldrahts 112 direkt in die Vorderkante des Schweißbads 200 abgelagert wird. Gemäß einem bestimmten und nicht einschränkenden Beispiel weist der Fülldraht eine Hülle aus Edelstahl und eine Metallseele, die Titan enthält, auf. Ein geeigneter, im Handel erhältlicher Fülldraht (von Select Arc Inc.) weist eine Metallseele auf, die in Gewichts-% enthält: C 0,03, Mn 0,60, P 0,01, S 0,01, Si 0,69, Cr 11,90, Ti 1,00.
Ohne die Absicht, an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass Folgendes zutrifft. Die Werkstoffe der beiden Komponenten, die zusammengeschweißt werden, in diesem Beispiel der Zahnkranz 108 und die gestanzte Scheibe 110, schmelzen unter dem Einfluss des Laserstrahls 204, während sich der Laserstrahl 204 entlang der Schweißrichtung bewegt, wodurch ein sich bewegendes Schweißbad 200 ausgebildet wird. Es wird angenommen, dass sich die Nitridschicht der gestanzten Scheibe 110 bei der erhöhten Temperatur in dem Schweißbad 200 zersetzt, wodurch Stickstoff freigesetzt wird, der daraufhin mit dem Titan reagiert, das von dem Fülldraht 112 mit Metallseele eingebracht wird, wodurch sich Titannitrid ausbildet. Titannitrid hat einen sehr hohen Schmelzpunkt (2950 °C) und ist chemisch stabil unter Bedingungen, die innerhalb des Schweißbads 200 herrschen. Somit bleibt der Stickstoff, während der Laserstrahl 204 entlang der Schweißrichtung vorrückt, an das Titan gebunden und bildet keine Blasen aus, während sich das Schweißbad 200 abkühlt und schließlich erstarrt.
Die 3 und 4 vergleichen die Laserschweißnähte, die zwischen nitrierten Stahlkomponenten unter Verwendung des Prozesses aus dem Stand der Technik (3) und des Prozesses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (4) ausgebildet wurden. Wie in 3 gezeigt, enthält die Schweißnaht 300, die zwischen dem Zahnkranz 108 und der gestanzten Scheibe 110 ausgebildet ist, große Blasen oder Porenräume 302, die Stickstoff-Gasblaseneinschlüssen entsprechen, die während des schnellen Abkühlens des Schweißbads 200 eingeschlossen wurden. Insbesondere sind diese großen Blasen oder Porenräume 302 in der gesamten Laserschweißnaht vorhanden, die unter Verwenden des Prozesses aus dem Stand der Technik ohne Fülldraht ausgebildet wurde. Zwar ist die Schweißnaht 300 optisch akzeptabel, das Vorhandensein der Blasen oder Porenräume 302 macht die Schweißnaht jedoch konstruktiv inakzeptabel. Dagegen weist die Schweißnaht 400, die in 4 dargestellt ist, einen reduzierten Porenraumanteil im Vergleich zu der Schweißnaht dar, die in 3 dargestellt ist. Tatsächlich enthält der Hauptkörper der Schweißnaht 400 keine großen Blasen oder Porenräume. Nur nahe der Wurzel der Schweißnaht 400 sind kleine Blasen zu erkennen, von denen angenommen wird, dass sie aufgrund des Unvermögens des Werkstoffs von dem Fülldraht 112, sich mit dem geschmolzenen Werkstoff von den Werkstücken am Grund der Schweißnaht 400 zu verbinden, auftreten. Davon abgesehen, wirkt sich das Vorhandensein kleiner Blasen nahe der Wurzel der Schweißnaht 400 nicht negativ auf die Festigkeit der Schweißnaht 400 aus. Beispielsweise konnte bei einer zerstörenden Prüfung einer fertiggestellten Schwungscheibe mit Schweißnähten mit 8 Segmenten, die gleichmäßig über die Fügeschnittstelle verteilt waren, das Bauteil einer Kraft von über 37.000 lb standhalten, bevor ein Schweißnahtbruch auftrat. Im Vergleich dazu ist die Nennspezifikation für das Bauteil bei der Druckprüfung 10.000 lb.
Die Legierungsbestandteile des Fülldrahts 112 mit Metallseele können für ein Zusammenfügen von Stahlkomponenten mit speziellen Beschichtungen formuliert sein. Auf diese Weise kann das Titan in dem Fülldraht 112 mit Metallseele für ein Zusammenfügen von Stahlkomponenten mit einer Nitridbeschichtung verwendet werden, wie weiter oben gemäß eines bestimmten und nicht einschränkenden Beispiels erörtert. Gegebenenfalls wird das Titan in dem Fülldraht 112 mit Metallseele durch Aluminium ersetzt, um das in Zusammenhang mit Laserschweißen auftretende Problem mit Stickstoff zu lösen, da Aluminiumnitrid (AlN) ebenfalls eine hohe Zersetzungstemperatur und einen hohen Schmelzpunkt aufweist und eine stabile Verbindung in dem Schweißbad ist. Ferner kann gegebenenfalls Zink in dem Fülldraht mit Metallseele für eine Verwendung bei einem Laserstrahlschweißen von aluminiumbeschichtetem Stahl, wie zum Beispiel Usibor® Stahl, bereitgestellt sein. Das Aluminium weist einen niedrigen Schmelzpunkt auf und zeigt eine schnelle Wechselwirkung mit flüssigem Zn. Im Schweißbad bilden das Aluminium und Zink eine flüssige Verbindung aus, die eine sehr hohe Verdampfungstemperatur (2450 °C) aufweist, wodurch die Ausbildung von spröden Verbindungen aus Aluminium und Eisen vermieden wird. Selbstverständlich können auch andere Varianten in Betracht gezogen werden.
Ein anderer Aspekt der Erfindung stellt ein effizientes und kosteneffizientes Verfahren zum Herstellen einer Schweißkonstruktion 20 bereit, wobei mindestens eine Komponente 22, 24 der Konstruktion 20 aus nitriertem Stahl ausgebildet ist, durch Metallschutzgasschweißen (GMAW, Gas Metal Arc Welding). Das Verfahren stellt eine feste und zuverlässige Schweißnaht 26 bereit, ohne dass vor dem Schweißprozess eine nitrierte Schicht entfernt oder Teile der nitrierten Stahlkomponente maskiert werden müssen. Die verbesserte Schweißnaht 26 wird durch einen Schweißdraht 28 erzielt, der Aluminium und/oder Titan umfasst. Vorzugsweise umfasst der Schweißdraht 28 eine Seele 30, die aus dem eisenbasierten Werkstoff mit Aluminium und/oder Titan ausgebildet ist, und die Seele 30 ist von einer aus einem eisenbasierten Werkstoff ausgebildeten Umhüllung 32 umgeben. Während des Schweißprozesses mischt sich der geschmolzene Stickstoff von dem nitrierten Stahl mit dem Aluminium und/oder Titan des geschmolzenen Schweißdrahts 28, um Aluminiumnitrid (AlN) und/oder Titannitrid (TiN) in der Schweißnaht 26 auszubilden anstelle der Stickstoffblasen, die zu dem unerwünscht hohen Porenraumanteil führen.
Das Verfahren beginnt mit einem Bereitstellen der zu schweißenden Komponenten 22, 24. Das Verfahren umfasst in der Regel ein Schweißen einer ersten Komponente 22 an eine zweite Komponente 24, wie in 5 gezeigt, das Verfahren könnte jedoch alternativ ein Zusammenschweißen von mehr als zwei Komponenten umfassen. In der beispielhaften Ausführungsform ist die erste Komponente 22 aus nitriertem Stahl ausgebildet, insbesondere einem als 420XF bezeichneten hochfesten niedriglegierten Stahl (HSLA, High Strength Low Alloy) mit einer Oberflächenhärte von 400 HV1. Jedoch könnten verschiedene andere nitrierte Stahlzusammensetzungen verwendet werden. Die zweite Komponente 24 der beispielhaften Ausführungsform ist ebenfalls aus Stahl ausgebildet, insbesondere aus als 1045 oder 1050 induktionsgehärteter Stahl bezeichnetem Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt. Jedoch könnten verschiedene andere Stahlzusammensetzungen oder sogar unterschiedliche Metallzusammensetzungen zum Ausbilden der zweiten Komponente 24 verwendet werden. Beispielsweise könnte die zweite Komponente 24 auch aus nitriertem Stahl ausgebildet sein, oder sie könnte aus einem anderen, von der ersten Komponente 22 unterschiedlichem Metall ausgebildet sein.
Die erste und zweite Komponente 22, 24 können verschiedene unterschiedliche Geometrien aufweisen, in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung der Schweißkonstruktion 20. In der beispielhaften Ausführungsform sind die erste und zweite Komponente 22, 24 konzipiert, eine zweiteilige Schwungscheibe für eine Verwendung in einem Kraftfahrzeug bereitzustellen. Die aus nitriertem Stahl ausgebildete erste Komponente 22 wird als die Hülse der Schwungscheibe verwendet, und die aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ausgebildete zweite Komponente 24 wird als der Zahnkranz der Schwungscheibe verwendet. Der Zahnkranz umfasst mehrere Zähne, und der Stahl der Zähne ist in der Regel nicht induktionsgehärtet wie der restliche Teil des Zahnkranzes. Die erste und zweite Komponente 22, 24 könnten jedoch für jede andere Art von Automobilanwendung konzipiert sein, wie etwa eine Antriebsstranganwendung, oder eine Nicht-Automobilanwendung. Zusätzlich könnten mehr als zwei Komponenten gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung geschweißt werden. Vor einem Zusammenschweißen der Komponenten 22, 24 ist keine Vorbereitung der Komponenten 22, 24 erforderlich, im Gegensatz zu anderen Verfahren, die ein Entfernen der nitrierten Schicht und/oder ein Maskieren des nitrierten Stahls erfordern.
Das Verfahren umfasst dann ein Schweißen der ersten Komponente 22 an die zweite Komponente 24 durch Metallschutzgasschweißen (GMAW) mit dem Schweißdraht 28. Zumindest ein Teil des Schweißdrahts 28 umfasst Aluminium und/oder Titan, vorzugsweise jedoch Aluminium und Titan, um Stickstoffblasen zu vermeiden und den Porenraumanteil in der fertiggestellten Schweißnaht 26 zu verringern. In der in 5 gezeigten beispielhaften Ausführungsform umfasst der Schweißdraht 28 die von der Umhüllung 32 umgebene Seele 30. Der Werkstoff der Seele 30 ist aus Weichstahl ausgebildet und umfasst Aluminium und Titan. Das Aluminium ist in der Regel in einer Menge von 0,7 bis 3,0 Gewichtsprozent (Gew.-%) vorhanden, und das Titan ist in der Regel in einer Menge von 0,7 bis 1,5 Gew.-% vorhanden, basierend auf dem Gesamtgewicht des Weichstahls der Seele 30. In der beispielhaften Ausführungsform umfasst der Weichstahl 0,8 Gew.-% Aluminium und 0,7 Gew.-% Titan. Der Weichstahl umfasst zudem ca. 0,1 bis 0,3 Gew.-% Kohlenstoff, basierend auf dem Gesamtgewicht des Weichstahls, und kann verschiedene andere Legierungselemente, in der Regel in Spurenmengen, enthalten. Beispielsweise könnte der Weichstahl der Seele 30 zusätzlich zu dem Aluminium und Titan 0,18 Gew.-% Kohlenstoff, 0,80 Gew.-% Mangan, 0,01 Gew.-% Phosphor, 0,01 Gew.-% Schwefel, 0,4 Gew.-% Silizium, möglicherweise Spurenmengen von Verunreinigungen und einen Rest von Eisen umfassen. Verschiedene andere Zusammensetzungen können jedoch verwendet werden, um die Seele 30 des Schweißdrahts 28 auszubilden, solange der Schweißdraht 28 Aluminium und/oder Titan umfasst.
Die Umhüllung 32 des beispielhaften Schweißdrahts 28 ist vollständig aus kohlenstoffarmem Stahl ausgebildet, der zudem in der Regel auch ca. 1 bis 0,3 Gew.-% Kohlenstoff, basierend auf dem Gesamtgewicht des kohlenstoffarmen Stahls, umfasst und verschiedene andere Legierungselemente enthalten kann. Beispielsweise könnte der kohlenstoffarme Stahl der Umhüllung 32 0,18 Gew.-% Kohlenstoff, 0,80 Gew.-% Mangan, 0,01 Gew.-% Phosphor, 0,01 Gew.-% Schwefel, 0,4 Gew.-% Silizium, möglicherweise Spurenmengen von Verunreinigungen und einen Rest von Eisen umfassen. Verschiedene andere Zusammensetzungen können jedoch verwendet werden, um die Umhüllung 32 des Schweißdrahts 28 auszubilden.
Die Konstruktion der Seele 30 und der Umhüllung 32 des Schweißdrahts 28 wird gegenüber anderen Konstruktionen aus zahlreichen Gründen bevorzugt, wie unter anderem ein erhöhter Wirkungsgrad. Beispielsweise reduzieren die Seele 30 und die Umhüllung 32 die Menge an Gasbildung, Schweißspritzern und Schlacke während des Schweißens. Somit wird der erforderliche Zeit- und Kostenaufwand für das Maskieren der angrenzenden Bereiche der Komponenten 22, 24, das Entfernen von Spritzern und Schlacke und/oder das Reinigen der Komponenten 22, 24 nach dem Schweißprozess reduziert. Aufgrund weniger Gasbildung, Schweißspritzern und Schlacke stellen die Seele 30 und die Umhüllung 32 zudem eine höhere Ablagerungsrate und eine größere Schweißgeschwindigkeit bereit. Es wurde festgestellt, dass bei der Konstruktion der Seele 30 und der Umhüllung 32 ein Übergang von mindestens 97 % des Schweißdrahts 28 auf die Komponenten 22, 24 zum Ausbilden der Schweißnaht 26 erzielt wird. Aufgrund der höheren Ablagerungsrate sind ein geringeres Gewicht und eine reduzierte Menge des Schweißdrahts 28 zum Ausbilden der Schweißnaht 26 erforderlich. Mit anderen Worten ist der Verbrauch an Schweißdraht 28 geringer. Zusätzlich kann die Geschwindigkeit des Schweißprozesses um ca. 20 % erhöht werden, wenn die Seele 30 und die Umhüllung 32 verwendet werden.
Der Metallschutzgasschweißprozess wird in der Regel in einer geschlossenen Kammer ausgeführt und umfasst zuerst ein Anordnen der beiden separaten Komponenten 22, 24 in Kontakt miteinander zum Ausbilden einer Fügestelle dazwischen. Das Verfahren umfasst dann ein Anordnen des Schweißdrahts 28 in einer Schweißpistole und ein Richten der Schweißpistole auf die Fügestelle zwischen den beiden Komponenten 22, 24. Der Schweißprozess umfasst dann ein Anlegen einer Spannung und eines Stroms an den Schweißdraht 28, so dass sich ein Lichtbogen zwischen dem Schweißdraht 28 und den Komponenten 22, 24 bildet. Der Schweißdraht 28 wird kontinuierlich durch die Schweißpistole vorgeschoben und dient somit als abschmelzende Elektrode. Ein Schutzgas wird ebenfalls durch die Schweißpistole zugeführt, um Verunreinigung zu reduzieren.
Wenn sich der Lichtbogen zwischen dem Schweißdraht 28 und den Komponenten 22, 24 bildet, schmilzt Werkstoff an der Spitze des Schweißdrahts 28 und geht auf die Fügestelle zwischen den beiden Komponenten 22, 24 über. Der Übergang von dem Schweißdraht 28 auf die Fügestelle kann durch verschiedene im Fachgebiet bekannte Verfahren erreicht werden, beispielsweise feintropfig, durch Kurzlichtbogen, Sprühlichtbogen und Impulslichtbogen. Der geschmolzene Werkstoff von dem Schweißdraht 28 ist sehr heiß und schmilzt somit einen Teil der ersten Komponente 22 und einen Teil der zweiten Komponente 24, die entlang der Fügestelle angeordnet sind. Der geschmolzene Werkstoff von dem Schweißdraht 28, der das Aluminium und Titan umfasst, mischt sich mit den geschmolzenen Teilen der Komponenten 22, 24, um ein Schweißbad auszubilden, und das Schweißbad erstarrt, um die Schweißnaht 26 auszubilden.
Wie oben erörtert vermischt sich das Aluminium und/oder Titan von dem Schweißdraht 28 mit dem Stickstoff von dem nitrierten Stahl in dem Schweißbad, um Aluminiumnitrid und/oder Titannitrid anstelle von Stickstoffblasen auszubilden, die den unerwünscht hohen Porenraumanteil in der Schweißnaht 26 verursachen. 6 zeigt den niedrigen Porenraumanteil der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Schweißnaht 26. Die Menge an Aluminiumnitrid und Titannitrid, die in der Schweißnaht 26 ausgebildet wird, hängt zumindest teilweise von der Umwandlungsrate von Aluminium und Titan ab. Die Umwandlungsrate hängt ebenfalls von mehreren Faktoren ab, unter anderem der Menge an Aluminium und Titan in dem Schweißdraht 28 sowie der Menge an Stickstoff, die während des Schweißprozesses von der ersten Komponente 22 abgegeben wird.
Die Schweißnaht 26 der fertiggestellten Konstruktion 20 umfasst eine Mischung aus dem nitrierten Stahl der ersten Komponente 22, dem kohlenstoffarmen Stahl der zweiten Komponente 24 und dem Weichstahl des Schweißdrahts 28. Nur ein geringer Teil der ersten und zweiten Komponente 22, 24 schmilzt entlang der Fügestelle, um die Schweißnaht 26 auszubilden, und der Rest jeder Komponente 22, 24 bleibt fest. In der beispielhaften Ausführungsform umfasst der Werkstoff der Schweißnaht 26 in der fertiggestellten Konstruktion 20 ca. 0,3 bis 2,9 Gew.-% des festen Aluminiumnitrids und ca. 0,3 bis 2,9 Gew.-% des festen Titannitrids, basierend auf dem Gesamtgewicht des Werkstoffs der Schweißnaht 26. Es ist jedoch anzumerken, dass diese Zusammensetzung nur ein Beispiel ist, und die Schweißnaht 26 der fertiggestellten Konstruktion 20, die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, andere Mengen an Aluminiumnitrid und/oder Titannitrid umfassen könnte. Das Vorhandensein von Aluminiumnitrid und/oder Titannitrid in der Schweißnaht 26 der fertiggestellten Konstruktion 20 kann durch energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS, Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) und Röntgenstrahlbeugung (XRD, X-Ray Diffraction) detektiert werden.
Die Geometrie der Schweißnaht 26 kann auch in Abhängigkeit von der Geometrie der beabsichtigten Anwendung der fertiggestellten Konstruktion 20 variieren. Jedoch ist keine Änderung bei der Geometrie der Fügestelle zwischen den Komponenten 22, 24 erforderlich, um die Schweißnaht 26 auszubilden. In der in 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform weist eine Seite der Schweißnaht 26 eine Länge von ca. 4,15 mm auf, und die andere Seite weist eine Länge von ca. 3,47 mm auf.
Es wurde ein Experiment ausgeführt, um den Porenraumanteil der mit dem beispielhaften Schweißdraht 28 ausgebildeten Schweißnaht 26 und einer mit einem vergleichbaren Schweißdraht ausgebildeten Schweißnaht zu vergleichen. Der beispielhafte Schweißdraht 28 umfasste die Seele 30, die aus Weichstahl mit Aluminium in einer Menge von 0,7 bis 3,0 Gew.-% und Titan in einer Menge von 0,7 bis 1,5 Gew.-% ausgebildet ist, und die Umhüllung 32, die aus kohlenstoffarmem Stahl ausgebildet ist, wie weiter oben beschrieben. Der vergleichbare Schweißdraht umfasste keine Umhüllung und keine Seele, mit Aluminium und Titan in der Seele. Vielmehr umfasste der vergleichbare Schweißdraht einen kohlenstoffarmen Stahlwerkstoff. Das Experiment umfasste ein Metallschutzgasschweißen der aus nitriertem Stahl ausgebildeten ersten Komponente 22 an die aus nicht-nitriertem Stahl ausgebildete zweite Komponente 24 mit dem beispielhaften Schweißdraht 28 sowie auch mit dem vergleichbaren Schweißdraht. 6 zeigt die Schweißnaht 26, die unter Verwenden des beispielhaften Schweißdrahts 28 hergestellt wurde, und 7 zeigt die Schweißnaht 34, die unter Verwenden des vergleichbaren Schweißdrahts 28 hergestellt wurde. Die beiden Figuren zeigen deutlich den reduzierten Porenraumanteil, der mit dem beispielhaften Schweißdraht 28 erzielt wurde. Die mit dem vergleichbaren Schweißdraht ausgebildete Schweißnaht34 umfasst mehrere Porenräume, und ein Porenraum weist eine Länge von 1,29 mm auf. Die Schweißnaht 26, die aus dem beispielhaften Schweißdraht 28 ausgebildet wurde, umfasst einen geringen oder keinen Porenraumanteil und ist frei von Porenräumen mit einer Länge von 1,29 mm oder größer.
Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind offensichtlich im Licht der obigen Lehren möglich und können anders als hier spezifisch beschrieben umgesetzt werden und trotzdem in den Schutzumfang der Erfindung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 13993244 [0001]
US 61424327 [0001]
US 62115859 [0001]

Claims

Verfahren zum Schweißen von Komponenten, umfassend die folgenden Schritte: Anordnen einer aus nitriertem Stahl ausgebildeten ersten Komponente entlang einer zweiten Komponente, um eine Fügestelle dazwischen vorzubereiten; Ausbilden eines Lichtbogens zwischen einem Schweißdraht und der Fügestelle; wobei der Schritt des Ausbildens des Lichtbogens zwischen dem Schweißdraht und der Fügestelle einen Werkstoffübergang von dem Schweißdraht zu der Fügestelle und ein Schmelzen zumindest eines Teils jeder Komponente mit dem Werkstoff des Schweißdrahts umfasst, um entlang der Fügestelle eine Schweißnaht auszubilden, wobei der Werkstoff des Schweißdrahts eisenbasiert ist und Aluminium und/oder Titan umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil des eisenbasierten Werkstoffs des Schweißdrahts 0,7 bis 3,0 Gewichtsprozent (Gew.-%) Aluminium und 0,7 bis 1,5 Gew.-% Titan umfasst, basierend auf dem Gesamtgewicht des eisenbasierten Werkstoffs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schweißdraht eine von einer Umhüllung umgebene Seele umfasst, wobei der Werkstoff der Seele den eisenbasierten Werkstoff mit 0,7 bis 3,0 Gew.-% Aluminium und/oder 0,7 bis 1,5 Gew.-% Titan umfasst, und der Werkstoff der Umhüllung aus einem anderen eisenbasierten Werkstoff ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der eisenbasierte Werkstoff der Seele Kohlenstoff in einer Menge von 0,1 bis 0,3 Gew.-% umfasst, basierend auf dem Gesamtgewicht des eisenbasierten Werkstoffs.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der eisenbasierte Werkstoff der Umhüllung Kohlenstoff in einer Menge von 0,1 bis 0,3 Gew.-% umfasst, basierend auf dem Gesamtgewicht des eisenbasierten Werkstoffs, und der eisenbasierte Werkstoff der Umhüllung kein Titan oder Aluminium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die entlang der Fügestelle ausgebildete Schweißnaht Aluminiumnitrid und/oder Titannitrid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die entlang der Fügestelle ausgebildete Schweißnaht das Aluminiumnitrid in einer Menge von 0,3 bis 2,9 Gew.-% und Titannitrid in einer Menge von 0,3 bis 2,9 Gew.-% umfasst, basierend auf dem Gesamtgewicht des Werkstoffs der Schweißnaht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Komponente aus Stahl ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend einen Metallschutzgasschweißprozess, der die Schritte des Ausbildens des Lichtbogens und des Werkstoffübergangs von dem Schweißdraht zu der Fügestelle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend die folgenden Schritte: Anordnen der Komponenten in einer geschlossenen Kammer vor Ausbilden des Lichtbogens; Anordnen des Schweißdrahts in einer Schweißpistole; Richten der Schweißpistole auf die Fügestelle zwischen den beiden Komponenten; und Anlegen einer Spannung und eines Stroms an den Schweißdraht zum Ausbilden des Lichtbogens zwischen dem Schweißdraht und den Komponenten während sich die Komponenten in der geschlossenen Kammer befinden und während der Schweißdraht durch die Schweißpistole vorgeschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Werkstoffübergangs von dem Schweißdraht zu der Fügestelle mindestens eines von Folgendem umfasst: Übertragen von Tropfen des Werkstoffs des Schweißdrahts, Kurzlichtbogen, Sprühen des Werkstoffs des Schweißdrahts und Impulssprühen des Werkstoffs des Schweißdrahts.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schweißnaht frei von Porenräumen mit einem Porenraumanteil von 1,29 mm oder größer ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Komponente eine Hülse einer Schwungscheibe ausbildet und die zweite Komponente einen Zahnkranz der Schwungscheibe ausbildet.
Schweißkonstruktion, umfassend: eine aus nitriertem Stahl ausgebildete erste Komponente; eine an die erste Komponente geschweißte zweite Komponente, wobei die Schweißnaht Aluminiumnitrid und/oder Titannitrid umfasst.
Schweißkonstruktion nach Anspruch 14, wobei die Schweißnaht Aluminiumnitrid und Titannitrid umfasst.
Schweißkonstruktion nach Anspruch 15, wobei die Schweißnaht das Aluminiumnitrid in einer Menge von 0,3 bis 2,9 Gew.-% und das Titannitrid in einer Menge von 0,3 bis 2,9 Gew.-% umfasst.
Schweißkonstruktion nach Anspruch 14, wobei die zweite Komponente aus Stahl ausgebildet ist.
Schweißkonstruktion nach Anspruch 14, wobei die Schweißnaht frei von Porenräumen mit einem Porenraumanteil von 1,29 mm oder größer ist.
Schweißkonstruktion nach Anspruch 14, wobei die erste Komponente eine Hülse einer Schwungscheibe ausbildet und die zweite Komponente einen Zahnkranz der Schwungscheibe ausbildet.
Schweißkonstruktion nach Anspruch 14, wobei die Schweißnaht durch Metallschutzgasschweißen ausgebildet ist.