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Prozessführung, Mikrogefüge und mechanische Eigenschaften beim Laserauftragschweißen von Inconel 718 mit hohen Auftragsraten

ISBN: 978-3-86359-774-0

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Kurzübersicht

Das Laserstrahl-Auftragschweißen (LA) ist eines der wichtigsten metallverarbeitenden addtiven Fertigungsverfahren. Insbesondere im Turbomaschinenbau sowie in der Luft- und Raumfahrt wird das Verfahren zur Verarbeitung von Hochleistungswerkstoffen wie bspw. Nickelbasislegierung Inconel 718 (IN718) angewendet. Die bisherigen Arbeiten zum LA von IN718 werden überwiegend bei Auftragsraten < 0,5 kg/h durchgeführt. Ziel dieser Arbeit ist die Erhöhung der Auftragsrate auf > 5 kg/h bei Erfüllung der AMS-Spezifikationen.

Prozessführung, Mikrogefüge und mechanische Eigenschaften beim Laserauftragschweißen von Inconel 718 mit hohen Auftragsraten

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Details

Das Laserstrahl-Auftragschweißen (LA) ist neben den pulverbettbasierten Verfahren (EPBF und LPBF, Electron und Laser Powder Bed Fusion) eines der wichtigsten metallver-arbeitenden additiven Fertigungsverfahren. Die wesentlichen Vorteile des Verfahrens ge-genüber den pulverbettbasierten Verfahren sind die breite Anwendbarkeit für das Be-schichten, die Instandsetzung und zunehmend auch für die additive Fertigung, sowie die Möglichkeiten sowohl große Bauteile (im Meterbereich) zu bearbeiten als auch komplexe konventionell gefertigte Bauteile zu modifizieren (z.B. Aufbringung von Geometriefea-tures). Insbesondere im Turbomaschinenbau sowie in der Luft- und Raumfahrt wird das Verfahren zur Verarbeitung von Hochleistungswerkstoffen wie beispielsweise Nickelba-sislegierungen angewendet.
Der Werkstoff Inconel 718 (IN718) ist eine solche Nickelbasislegierung. IN718 wird oft für hochtemperaturbeständige Turbinenbauteile eingesetzt. Grund dafür sind die hervorra-genden mechanischen Eigenschaften, wie der hohe Abnutzungswiderstand, die hohe Zugfestigkeit und die hohe Kriechbeständigkeit bei Temperaturen bis zu 700 ºC. Der Werkstoff IN718 lässt sich mit dem LA Verfahren verarbeiten. Durch eine geeignete Wär-menachbehandlung werden die AMS-Spezifikationen (Engl. Aerospace Material Specifica-tion) für die statischen mechanischen Eigenschaften erreicht.
Die bisherigen Arbeiten zum LA mit koaxialer Pulverzufuhr ohne zusätzliche Energiequel-le von IN718 werden überwiegend bei Auftragsraten kleiner 0,5 kg/h durchgeführt. Im Vergleich zu den erreichbaren Auftragsraten anderer Verfahren, wie dem Unterpulver-schweißen mit ca. 9 kg/h [Weg 16] und dem Elektronenstrahlschweißen (EBW) mit Draht mit ca. 18 kg/h [WP 17b], ist diese Auftragsrate sehr gering. Jedoch wird der Anwendungs-bereich des LA-Verfahrens kontinuierlich größer. Auch für die additive Fertigung wird das Verfahren, insbesondere in Kombination mit konventionellen Fertigungsverfahren, zu-nehmend interessant. Aus diesen Gründen besteht ein steigender Bedarf die Auftragsrate und damit die Produktivität des Verfahrens signifikant zu steigern. Ziel dieser Arbeit ist deshalb die Erhöhung der Auftragsrate um mindestens einen Faktor 10 auf > 5 kg/h bei Er-füllung der AMS-Spezifikationen.

Zusatzinformation

Autor Zhong, Chongliang
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-774-0
Gewicht 0.266 kg
Erscheinungsdatum 17.10.2019
Lieferzeit 3-4 Tage
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