Elektronenstrahlschweißen von metallischen Gläsern

金属玻璃的电子束焊接

• 批准号: 51647356
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Uwe Reisgen, since 8/2007
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/51647356?language=en
• 关键词: Elektronenstrahlschwei; en; von; metallischen; Gl

In den letzten 40 Jahren wurden metallische Gläser in Folienform mit Dicken von 10 um bis hin zu Stäben und Blechen mit Dicken von 100 mm, sogenannte massive metallische Gläser (MMG), entwickelt. Anwendungsbereiche erstrecken sich von Signalstreifen für Warensicherungssysteme über kugelsichere Westen bis hin zu Implantaten für die Medizintechnik [1, 2]. Während insbesondere die massiven metallischen Gläser wegen ihrer herausragenden Eigenschaften (z. B. hohe Zugfestigkeit bei hoher elastischer Dehnung, hohe Biokompatibilität etc.) für eine Vielzahl von Anwendungen interessant sind, begrenzt die Größenbeschränkung bei ihrer Herstellung einen weit verbreiteten Gebrauch dieser hochinnovativen Werkstoffe. Um die massiven metallischen Gläsern besser in die Konstruktion von Produkten integrieren zu können, ist die Möglichkeit des Verbindens von massiven metallischen Gläsern mit massiven metallischen Gläsern oder kristallinen Materialien erforderlich. In letzter Zeit wurden in Amerika und insbesondere in Japan Forschungsaktivitäten im Bereich der Entwicklung von Schweißtechnologien für metallische Gläser beobachtet. Die vorliegenden Forschungsergebnisse zeigen, dass es grundsätzlich möglich ist, durch verschiedene Schweißverfahren (wie z.B. Elektronenstrahlschweißen, Reibschweißen, Explosionsschweißen) massive metallische Gläser miteinander bzw. mit kristallinen metallischen Werkstoffen zu verbinden, ohne dass es zu einer Kristallisation der massiven metallischen Gläser kommt. In Japan wird derzeit ein Forschungsprogramm zur Entwicklung von Verbindungstechnologien für neue metallische Gläser und anorganische Materialien („Development Base of Joining Technology for New Metallic Glasses and Inorganic Materials") bearbeitet. Das Projekt begann im April 2005 und ist auf 5 Jahre angesetzt. An diesem Programm sind die drei Forschungsinstitute Joining and Welding Research Institute (JWRI) of Osaka University, Institute for Materials Research (IMR) of Tohoku University und Materials and Structures Laboratory (MSL) of Tokyo Institute of Technology beteiligt. Das Projekt zielt darauf ab, Funktionsmaterialien, wie z.B. hybride Materialien auf Basis metallischer Gläser und Keramiken sowie Verbindungstechnologien für diese neuen hybriden Materialien zu entwickeln [3]. Dadurch droht der ohnehin schon große Vorsprung des Landes gegenüber den europäischen Forschungsinstituten, insbesondere den deutschen, auf diesem Gebiet weiter zu wachsen. Obwohl die Schweißbarkeit von MMG mit verschiedenen Schweißverfahren nachgewiesen werden konnte, liegen bis zum heutigen Zeitpunkt nur wenige Erkenntnisse zum schweißtechnischen Fügen massiver metallischer Gläser vor. Auch das Elektronenstrahlschweißen massiver metallischer Gläser ist trotz seiner Vorteile gegenüber alternativen Verfahren nur in ersten Ansätzen erforscht. Nur für zwei zirkoniumbasierte MMG wurden überhaupt Elektronenstrahlschweißversuche durchgeführt, dabei wurden weder verschiedene Werkstückgeometrien noch unterschiedliche Stoßarten berücksichtigt. Insbesondere zum Elektronenstrahlschweißen neuer hochfester Fe-Basis-MMG liegen bisher keinerlei Erkenntnisse vor. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Untersuchung einer Schweißtechnologie zum artgleichen Fügen berylliumfreier MMG auf Zirkoniumbasis sowie hochfester eisenbasierter MMG mit dem Elektronenstrahlschweißen. Ebenfalls soll eine Technologie zum Elektronenstrahlfügen massiver metallischer Gläser mit kristallinen Metallen entwickelt werden. Sowohl das Fügen unterschiedlicher Werkstückgeometrien als auch verschiedener Stoßarten soll untersucht werden. In wirtschaftlicher Hinsicht können die zu erwartenden Forschungsergebnisse vielschichtig genutzt werden: Durch die Entwicklung einer Technologie zum Elektronenstrahlschweißen massiver metallischer Gläser kann deren Anwendungsbereich erweitert werden. Dadurch können neue Produkte realisiert und neue Märkte erschlossen werden. Weiterhin können die gewonnenen Erkenntnisse genutzt werden, um die Elektronenstrahltechnik weiter zu entwickeln und die Nutzungsvielfalt von Elektronenstrahlschweißanlagen zu steigern.

在近40年的时间里，金属玻璃在10 um bis hin zu Stäben und Blechen的Folienform中使用了100 mm厚的金属玻璃（MMG）。Anwendungsbereiche erstrecken sich von Signalstreifen für Warensicherungssysteme über kugelsichere Westen bis hin zu Implantaten für die Medizintechnik [1，2]. Während insbesondere die pellven metallischen Gläser wegen ihrer herausragenden Eigenschaften（z. B。hohe Zugfestigkeit bei hoher elastischer Dehnung，hohe Biokompatibilität etc.）对于一个有趣的Anwendungen Vielzahl sind，begrenzt die Größenbeschränkung bei ihrer Herstellung einen weit verbreiteten Gebrauch dieser hochinnovativen Werkstoffe.在产品整体结构中，金属化玻璃最好，它是金属化玻璃与金属化玻璃或结晶材料结合的复合材料。近年来，阿梅里卡在美国和日本开展了金属玻璃加工技术开发研究。这是一个非常重要的问题，因为它是一个非常重要的问题，因为它是由一个非常复杂的过程（如z.B. Elektronenstrahlschweißen，Reibschweißen，Explosionsschweißen）massive metallische Gläser miteinander bzw.用基督教金属制品来装饰，也就是说，用基督教金属制品来装饰玻璃。在日本，我们将开展一项Forschungsprogramm zur Entwicklung von Verbindungtechnologien für neue metallische Gläser und anorganische Materialien（“新型金属玻璃和无机材料连接技术开发基地”）。该项目始于2005年4月，至今已有5年。该研究所由大坂大学焊接研究所（JWRI）、东北大学材料研究所（IMR）和东京工业大学材料结构实验室（MSL）等三家研究机构组成。该项目由功能材料公司和z.B. hybrid Materialien auf Basis metallischer Gläser und Keramiken sowie Verbindungtechnologien für diese neuen hybriden Materialien zu entwickeln [3].欧洲研究所在德国建立了一个庞大的国家，这个国家的发展很快。由于MMG的Schweißbarkeit与经过验证的Schweißverfahren nachgewiesen韦尔登一致，因此只有在新的Zeitpunkt中才能识别出Schweißtechnischen Fügen的金属Gläser。此外，在第一次测试中，电子束金属玻璃也是一种替代品。努尔为两个基于光子的MMG在电子束发射过程中产生了异常，因此可以将异常的Werkstückgeometrien noch unterscheedliche Stoßarten berücksichti gt。在新的铁基-MMG电子束中，没有发现任何缺陷。这种研究是一种利用电子束技术在锆基自由铍MMG上进行的开发和研究。Ebenfalls soll eine Technologie zum Elektronenstrahlfügen massiver metallischer Gläser mit kristallinen Metallen entwickelt韦尔登。因此，Fügen unterschedlicher Werkstückgeometrien als auch verschedener Stoss arten soll untersucht韦尔登。在现代科学中，研究人员可以使用非常复杂的韦尔登：将一种电子束金属化玻璃的技术开发成一种韦尔登。新产品的实现和新产品的生产都需要时间。Weiterhin können die gewonnenen Erkenntnisse genutzt韦尔登，um die Elektronenstrahltechnik weiter zu entwickeln and die Nutzungsvielfalt von Elektronenstrahlschweißanlagen zu steigern.