Anstelle eines Bauteils aus einem kostenintensiven Hochleistungswerkstoff, kann eine Beschichtung zum Schutz der Baueilrandzone aufgetragen und somit kostengünstig lokal Oberflächeneigenschaften eines Hochleistungswerkstoffs an der gefährdeten Funktionsfläche des Bauteils eingestellt werden. Im Unterschied zu galvanotechnischen Verfahren und Thermischen Spritzverfahren kann beim Extremen Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) aufgrund einer schmelzmetallurgischen Anbindung der Beschichtung auf eine aufwendige Vorbearbeitung des Grundköpers zur Steigerung der Haftfestigkeit verzichtet werden. Daneben ist die Maßhaltigkeit der aufgetragenen Beschichtung für die Erfüllung von technischen Funktionen der Bauteile von Bedeutung, für welche Anforderungen an die geometrische Beschaffenheit der Oberfläche gestellt werden. Diese Anforderungen werden erst durch eine aufwändige Nachbearbeitung der beschichteten Bauteile mittels spanabhebender Verfahren, wie z. B. dem Schleifen oder Drehen erreicht, wodurch ein großes Interesse an Beschichtungen mit möglichst geringen Gestaltabweichungen im Vergleich zur angeforderten geometrischen Oberfläche besteht. Im Hinblick auf die Bedeutung des neuartigen EHLA-Verfahrens für eine effiziente Prozesskette bestehend aus den Schritten Vorbearbeitung, Beschichtung und Nachbearbeitung werden Untersuchungen zu der erforderlichen Oberflächenbeschaffenheit von Rohbauteilen (E355) und die im Prozess erzielbare Oberflächenbeschaffenheit von Beschichtungen (Inconel 625) durchgeführt. In der vorliegenden Arbeit werden die Wirkzusammenhänge von Prozesseinflussgrößen auf die erzielbare Oberflächenbeschaffenheit von Beschichtungen erforscht und die erforderliche Maschinen- und Messtechnik abgeleitet. Die Charakterisierung der Oberflächenbeschaffenheit erfolgt mittels Weißlichtinterferometers und Auswertung der Rauheitskenngrößen Ra, Rz sowie Sa. Das Beschichtungsvolumen oberhalb einer Schnittebene wird durch das Materialspitzenvolumen Vm(p) ermittelt und ist für die Nachbearbeitung hinsichtlich des abzutragenden Materialvolumens von Bedeutung. Mit der anschließenden Zerlegung der Beschichtungsoberflächen (Sa = 4,7 – 37 μm; Ra = 4,6 – 37 μm) in wellenlängenabhängige Anteile werden unterschiedliche Strukturgrößen dargestellt und ihre Entstehungsursachen analysiert.
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Autor Brucki, Matthias
Gewicht 0.221 kg
Erscheinungsdatum 07.11.2023
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Prozesstechnologie

Brucki, Matthias

Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen – Prozesstechnologische Untersuchung der Oberflächenbeschaffenheit von Beschichtungen

ISBN: 978-3-98555-180-4
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Kurzbeschreibung

Die Maßhaltigkeit von Beschichtungen ist für den Einsatz des Extremen Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißens als Beschichtungsverfahren aufgrund des Nachbearbeitungsaufwands von Bedeutung. Nach Qualifizierung einer Maschinen- und Messtechnik wird die Wirkung der Prozesseinflussgrößen auf die Oberflächenbeschaffenheit von Beschichtungen untersucht. Für Beschichtungen aus Inconel 625 werden Rauheitskenngrößen ausgewertet sowie erstmalig Strukturgrößen und ihre Entstehungsursachen analysiert.

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