CMT-Bericht 20/2013: Erhöhung der Verbindungsqualität von verzinkten Ausrüstungsstrukturen durch MIG-Löten (MIG-Löten)

Universität Rostock – Institut für Fertigungstechnik
Prof. Dr.-Ing. Martin-Christoph Wanner

Das IGF-Vorhaben 16272 BR der Forschungsvereinigung Center of Maritime Technologies e.V. (CMT) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Der Bericht kann beim FSM bestellt werden. Bitte senden Sie eine E-Mail an info(at)fsm-net.org

Zusammenfassung

Stetig steigende Anforderungen an die Qualität von schiffbaulichen Ausrüstungselementen und deren Montagevorgänge prägen die schiffbauliche Endausrüstung von Maschinen- und Laderäumen, Passagierkabinen, Bauteilen an Oberdeck und im Unterwasserbereich. Aus Korrosionsgründen wird ein erheblicher Anteil von Ausrüstungselementen vorab feuerverzinkt (stück- bzw. bandverzinkt) und wird zusätzlich vorbeschichtet oder blank mit der jeweiligen Schiffsstruktur verschweißt oder verschraubt. Dabei bedeutet das Schweißen für die Fügestelle einen Verlust der Korrosionsschutzfunktion, die relativ aufwendig durch nachträgliches Beschleifen und Beschichten wiederhergestellt werden muss. Ziel des Forschungsvorhabens war es, durch den Einsatz des MIG-Lötens die Verbindungsqualität von verzinkten Ausrüstungsstrukturen zu erhöhen. Als konkreter Anwendungsfall wurde das Verbinden von verzinkten Ballastwasserrohren mit dem projektbegleitenden Ausschuss definiert. Folgende Frage- und Problemstellungen galt es dabei im Projektverlauf zu betrachten:

  • Entwicklung von technologischen Parameteren für das Verbinden verzinkter Strukturen mit Blechdicken zwischen 4mm und 8mm mit CuSi3 und CuAl8Ni6 unter Berücksichtigung der Aufrechterhaltung des Korrosionsschutzes.
  • Nachweis ausreichender Verbindungsfestigkeit sowohl unter Laborbedingungen als auch im manuellen Industrieeinsatz
  • Nachweis des Erhalts des Korrosionsschutzes auf der Rohrinnenseite
  • Nachweis der Dichtigkeit der Verbindung

Für die Realisierung der des Vorhabens, wurden aufbauend auf dem Stand der Technik und unter Aufbau einer geeigneten Versuchsumgebung die technologische Randbedingungen des Prozesses aufgestellt und Parameter abgeleitet, welche optisch und korrosionsschutztechnisch die gestellten Anforderungen erfüllten. Auf dieser Basis wurden an Klein- und Bauteilproben die mechanisch-technologischen Eigenschaften ermittelt und ausreichende Festigkeiten nachgewiesen. Durch die Auslagerung von gelöteten Proben mit unterschiedlichen Beschädigungen der Verzinkung im Salzsprühverfahren, konnte der Erhalt des Korrosionsschutzes nach dem Löten nachgewiesen werden. Heliumlecktests und Druckversuche konnten unter Laborbedingung ausreichende Dichtigkeit attestieren. Bei der Umsetzung in die industrielle Praxis führte jedoch die Gefügestruktur des CuSi3 Zusatzwerkstoffe zu einer erhöhten Fehlerquote bei der Dichtigkeit. Die Ursachen konnten im Projektverlauf analysiert jedoch noch nicht beseitigt werden. Für den Zusatzwerkstoff CuAl8Ni6 konnte eine Anwendbarkeit unter den genannten Randbedingungen nachgewiesen werden.