Abstract No.:	6143
Scheduled at:	Tuesday, September 17, 2019, Saal 5 3:30 PM Korrosions- und Verschleißschutz
Title:	Highspeed-Plasma-Laser-Cladding (HPLC) als hybrides Beschichtungsverfahren: Evaluierung des Einsatzpotentials für hohe Prozessgeschwindigkeiten
Authors:	Christian Brunner-Schwer* / Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik, Deutschland Frank Schreiber / DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH, Germany Benjamin Graf/ Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK), Germany Michael Rethmeier/ Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK); TU Berlin; Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Germany
Abstract:	Das Plasma-Pulver-Auftragsschweißen ist ein Verfahren, dass hohe Auftragsraten ermöglicht, jedoch auch eine erhöhte thermische Belastung des Bauteiles verursacht. Laser-Pulver-Auftragsschweißen hingegen erreicht eine hohe Präzision und eine geringe Aufmischung, erfordert jedoch ein kostspieliges Hochleistungslasersystem und erreicht im Vergleich nur geringe Auftragsraten, was zu hohen Verarbeitungskosten führt. Eine Kopplung von Laser- und Lichtbogenenergie in einer gemeinsamen Prozesszone zielt darauf ab, die jeweiligen Vorteile beider Technologien zu nutzen. Dies betrifft insbesondere die Effizienz der Wärmeausnutzung und der Nutzung des Zusatzwerkstoffs. In dieser Arbeit wird ein Plasma-Laser-Hybrid-Prozess als Highspeed-Plasma-Laser-Cladding-Technologie (HPLC) für Beschichtungs- sowie Instandsetzungszwecke vorgestellt. Gezeigt werden Ergebnisse mit Prozessgeschwindigkeiten von 6 m/min bis 10 m/min bei Laserleistungen von 2 kW, dabei können Flächenraten von mehr als 1 m^2/h erreicht werden. Effiziente Beschichtungen von großen Flächen, beispielsweise auf rotationssymetrischen Bauteilen stellen ein relevantes Anwendungsfeld für diesen Technologieansatz dar. Sowohl Verschleißschutzwerkstoffe aus einer Nickel-Basislegeriung mit bis zu 60% Wolframschmelzkarbid werden eingesetzt, als auch der Korrosionsschutzwerkstoff Inconel 625. Im Rahmen der Verfahrensprüfung werden die hergestellten Beschichtungen Verschleiß- als auch Korrosionstests unterzogen. Anhand der Analyse der Prozesszone und der Ausbildung der Schweißraupen werden die Wechselwirkungen der beiden Energiequellen dargestellt. Prozesscharakteristische Kenngrößen wie z.B. die Auftragrate werden vorgestellt und vor dem Hintergrund wirtschaftlicher Kennzahlen diskutiert. Zusätzlich werden die Aufmischung, Spurgeometrie, Wärmeeinflusszone und Härte der Spuren und Schichten ausgewertet. Im Vergleich zum Laser-Pulver-Auftragsschweißen, werden Spuren bei hohen Prozessgeschwindigkeiten mit einer hohen Auftragsrate erzeugt. Das Potenzial des neuen HPLC-Ansatzes wird ausführlich gezeigt und diskutiert. Dieser Vortrag ist für Anwender im Bereich der Beschichtungstechnik sowie des Korrosions- und Verschleißschutz relevant.

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