Unterwasserschweißen

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Das Unterwasserschweißen wird unterschieden in trockenes, hyperbares Schweißen und nasses Unterwasserschweißen. Das trockene, hyperbare Schweißen erfolgt in einer abgedichteten Kammer, die die Schweißstelle umgibt und eine trockene Umgebung schafft. Das Schweißen in nasser Umgebung erfolgt hingegen unter direktem Einfluss des Wassers auf den Schweißprozess.

Das nasse Unterwasserschweißen erfolgt üblicherweise durch manuelles Lichtbogenhandschweißen mit speziellen, umhüllten Stabelektroden. Durch den Lichtbogen wird das unmittelbar umgebende Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff dissoziiert. Der Wasserstoff dringt während des Schweißprozesses in das Schweißgut und die Wärmeeinflusszone ein und der freiwerdende Sauerstoff kann zu einem stärkeren Abbrand einzelner Legierungselemente führen. Diese Effekte können sich in mehrerer Hinsicht negativ auf die Schweißqualität auswirken. Problematisch wird die Wasserstoffeinbringung bei Werkstoffen, die anfällig gegenüber wasserstoffinduzierter Kaltrissbildung sind.

  Unterwasserschweißen ISF der RWTH Aachen Schweißprozess beim nassen Unterwasserschweißen mit umhüllten Stabelektroden

Um das Prozessverhalten beim nassen Unterwasserschweißen und die Wasserstoffaufnahme ins Schweißgut und die WEZ und die damit ggf. verbundene Kaltrissbildung näher untersuchen zu können, wurde am ISF eine Laboranlage aufgebaut. Das verwendete Versuchsbecken ermöglicht einen kontinuierlichen Wasseraustausch und eine gute Zugänglichkeit der Prozesszone. Das Abschweißen der Elektroden kann durch Schwerkraftschweißen mechanisiert erfolgen, siehe Abb. 1. Eine hochfrequente Schweißstrom- und -spannungsmessung ermöglicht genaue Prozessanalysen. Zur Rissdetektion kann ein System zur Schallemissionsanalyse verwendet werden. Mittels Thermoelementen kann eine kontinuierliche Temperaturmessung an verschiedenen Bauteilstellen erfolgen.