Fraunhofer-Gesellschaft

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Vergleich von Massiv- und Fülldraht als Schweißzusatz für das Laserauftragschweißverfahren

 
: Klingbeil, Nils; Schulz, Martin; Sprengel, Maximilian

Jahn, Simon ; Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH, Jena:
Lasermaterialbearbeitung in der digitalen Produktion : Vorträge und Posterbeiträge der 10. Jenaer Lasertagung am 27. und 28. Oktober 2016
Düsseldorf: DVS Media, 2016 (DVS-Berichte 328)
ISBN: 978-3-945023-66-2
ISBN: 3-945023-66-1
pp.227-234
Jenaer Lasertagung <10, 2016, Jena>
German
Conference Paper
Fraunhofer IPT ()
Fertigungstechnik; Lasermaterialbearbeitung; Produktionstechnik; Werkzeug- und Formenbau; additive Fertigung; Auftragschweißen; LMD; Laserauftragschweißen

Abstract
Das drahtbasierte Laserauftragschweißen (Laser Metal Deposition with Wire, kurz: LMD-W) ermöglicht den endkonturnahen, ressourcenschonenden Aufbau von komplexen Bauteilen mit einer Vielzahl von Werkstoffen. Eines der am häufigsten genannten Anwendungsbeispiele ist die Blisks (Blade Integrated Disks). Aufgrund seiner Hochtemperatureigenschaften wird sie bevorzugt aus dem im Triebwerksbau häufig eingesetzten Inconel 718 gefertigt. Inconel 718 ist ein teurer und schwer zu verarbeitender Werkstoff, sodass er für die konturnahe additive Fertigung besonders geeignet ist. Eine der wesentlichen Herausforderungen hierbei ist eine geeignete Mikrostruktur des Werkstoffes. Als Schweißzusatz beim LMD-W kann Inconel 718 als Massiv- oder Fülldraht verwendet werden. Das Ziel dieser Studie ist, mittels LMD-W aufgebaute Proben beider Drahttypen zu vergleichen. Die beiden Drahttypen unterscheiden sich sowohl prozessseitig als auch wirtschaftlich wesentlich voneinander. Durch den wirtschaftlicheren Einsatz des Fülldrahtes könnten sich der LMD-W Prozess auch für weitere Anwendungsfälle als wirtschaftlich erweisen. Die Inconel 718 Proben werden auf zwei für LMD-W modifizierte Werkzeugmaschinen hergestellt. Als Laserquelle wird ein Diodenlaser genutzt. Für den Vergleich werden neben dem optischen Analyseverfahren Lichtbildmikroskopie, REM-Bilder, EDX-Analysen als auch mechanische Testverfahren, Härtetests und Zugversuche, ausgewertet. Die Untersuchungen deuten auf eine nahezu identische Mikrostruktur bezüglich der Verteilung und Art der vorhandenen Phasen. Die EDX-Analysen er-geben eine übereinstimmende chemische Zusammensetzung und die Härtewerte der Strukturen im auftraggeschweißten Zustand sind ähnlich. Daraus resultiert, dass beide Schweißzusätze auch identische mechanische Festigkeiten aufweisen sollten. Damit könnte das LMD-W Fertigungsverfahren für viele Anwendungen in der additiven Fertigung von großer Bedeutung werden.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-432304.html