Prozessführung und erreichbare Nahtqualitäten: Elektronenstrahlschweißen von additiv gefertigtem Inconel 939

Additive Fertigungstechnologien wie das Laser-Pulverbett-Verfahren bieten großes Potenzial für die Fertigung von Neu- und Ersatzteilen für stationäre Gasturbinen aus Nickelsuperlegierungen wie Inconel 939 (IN939). Um die Integration in bestehende Baugruppen zu ermöglichen und Bauraumbeschränkungen zu überwinden, muss die Prozesskette der additiven Fertigung um geeignete Fügetechniken erweitert werden. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit dem Schweißen von Inconel 939. Hierbei werden Bleche aus Gussmaterial und der additiven Herstellung mittels Laser im Pulverbett beim Elektronenstrahlschweißen verglichen. Im Fokus der Untersuchung stehen die erreichbare Nahtqualität im Hinblick auf geometrische Unregelmäßigkeiten sowie innere Defekte in Form von Mikrorissen in der Wärmeeinflusszone. Bei der Auswertung der geschweißten Proben zeigen sich keine Unterschiede in der Ausbildung der Nahtform zwischen dem additiv gefertigten Material und dem Gusswerkstoff. Für beide Materialien ließ sich bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten von 20 mm/s die höchste Bewertungsgruppe für strahlgeschweißte Nähte nach DIN EN ISO 13919-1 erreichen. Unabhängig von der Herstellungsart zeigen beide Materialien eine Zunahme der Rissneigung mit steigendem Vorschub. Das Material aus der additiven Herstellung weist aufgrund seiner Mikrostruktur insgesamt jedoch deutlich weniger Mikrorisse auf, was Potenzial für die Anwendung in der Praxis eröffnet.