Aluminiumanwendung im Schiffbau - Korrosion, Korrosionsschutz, Festigkeit und Fertigung

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Aluminiumanwendung im Schiffbau - Korrosion, Korrosionsschutz, Festigkeit und Fertigung

Richter, B. / Weber, S.

Der Einsatz von Aluminiumwerkstoffen in der Meerestechnik und im Schiffbau wird sich zukünftig verstärken. Für die gebräuchliche geschweißte Längsspantenbauweise werden Strangpreßprofile mit geschweißten Querrahmen aus T-Profilen eingesetzt, wobei die seewassergeeigneten Legierungen der Serien AA 5000 (AlMg, AlMgMn) und AA 6000 (AlMgSi) angewendet werden. Gegenüber Stahlkonstruktionen ergeben sich beim Einsatz von Al-Legierungen folgende Besonderheiten: die schlechte Betriebsfestigkeit und der Festigkeitsabfall der Schweißzone relativ zum Grundwerkstoff. Eine bedeutende Zahl von Bauteilversagen sind auf unzureichende Kenntnis der Werkstoffeigenschaften, besonders des Betriebsfestigkeitsverhaltens zurückzuführen. Durch Schmelzschweißverfahren werden starke Festigkeitsabfälle im Schweißnahtbereich erzeugt. Die bisher eingesetzten Fertigungsverfahren (MIG- bzw. WIG-Schweißen) sind bei Al-Werkstoffen in ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt, so daß effektivere, im Werftbetrieb einsetzbare Verbindungstechniken entwickelt werden müssen. An Schweißverfahren sind das Elektronenstrahl-, Reib-, Laserstrahl- und Laserstrahl-Pulverschweißen aussichtsreich. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit zum Einsatz von Klebetechnologien oder kombinierten Fügeverfahren. Da Al-Werkstoffe im Meerwasser thermodynamisch instabil sind, muß die Außenhaut von Schiffen durch organische Beschichtungssysteme und Opferanoden vor Korrosion geschützt werden. Vom Einsatz längsnahtgeschweißter Rohrleitungen aus AlMgMn-Legierungen wird abgeraten, da besonders in der wärmebeeinflußten Zone die sog. strömungsinduzierte Korrosion eintritt. Aufgaben der Forschung und Entwicklung sind die Bestimmung der Betriebsfestigkeitsdaten, Entwicklung alternativer Fügetechnologien und Untersuchung des Innenschutzes von Wasserstrahlantrieben einschließlich der Kontaktkorrosion zwischen Aluminiummantel und Antrieb.