Kornformbeeinflussung durch ultraschallunterstütztes Laser‐Draht‐Auftragschweißen

Metallische Bauteile, die additiv gefertigt werden, weisen eine prozessbedingte charakteristische Mikrostruktur auf. Diese ist geprägt durch epitaktisch gewachsene, grobe, kolumnare Körner. Makroskopisch äußert sich diese Mikrostruktur in anisotropen mechanischen Bauteileigenschaften. Ein Ansatz Einfluss auf die Kornform, Korngröße und Textur zu nehmen, ist die Übertragung hochfrequenter mechanischer Wellen in Form von Ultraschall auf das Schmelzbad während der Erstarrung. Dadurch kommt es in der erstarrenden Schmelze zu Kavitation. Der Kollaps von Kavitationsblasen geschieht unter Freiset-zung von Druckwellen, welche die Ausbildung der dendritischen Erstarrungsstruktur unterbrechen. Daraus resultieren eine feinere, gleichachsigere Mikrostruktur und isotrope Bauteileigenschaften. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung von Ultraschall zur Mikrostrukturbeeinflussung für das Laser-Draht-Auftragschweißen. Für die Übertragung der Ultraschallwellen auf das Schmelzbad wurde ein System zur Anregung des gesamten Substrates realisiert. Anschließend wurde der Einfluss verschiedener Ultraschallamplituden auf die Mikrostruktur und Prozessstabilität für unterschiedliche Geometrien untersucht. Dabei zeigte sich eine negative Beeinflussung der Prozessstabilität. Um diese zu kompensieren, wurden verschiedene Ansätze zur Prozessstabilisierung konzipiert und getestet. Mittels Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und Elektronenrückstreubeugung konnte eine Kornfeinung, Kornformbeeinflussung und Reduzierung der Textur in Abhängigkeit der Ultraschallintensität gezeigt werden.