ERSTARRUNGSFRONT DURCH DEFINIEREN VON PARAMETERN DES

AUFTRAGSCHWEISSENS

Die Erfindung betrifft ein Auftragschweißen, bei dem die Erstarrungsfront oszilliert.

Die Erfindungsmeldung betrifft das Auftragschweißen insbesondere mit pulverförmigem Zusatzwerkstoff unter Verwendung einer Pendelbewegung (Wöbbel-Strategie) . Durch diese Oszilla ^¬ tion beim Auftragschweißen können eine Keimbildung und ein Kornwachstum in der breiigen Zone (mushy zone) gezielt beein- flusst werden, so dass das Wachstum einer kolumnaren Erstarrungsfront unterdrückt bzw. vollständig vermieden wird. Dabei ergibt sich in der Mikrostruktur eine sehr feinkörnige Struktur mit Korngrößen viel kleiner als die generierte Schicht- höhe .

Es ist daher Aufgabe der Erfindung das Problem der kolumnaren Erstarrung zu lösen und die Wöbbel-Strategie zu verbessern.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen aufgelis- tet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.

Es zeigen Figur 1, 2 eine Anordnung und Vorgehensweise nach dem

Stand der Technik,

Figur 3 erfindungsgemäße Ausgestaltung des

Verfahrens .

Die Figur und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbei- spiele der Erfindung dar. Die Vorteile sind verbesserte Materialeigenschaften des Bau ^¬ teils im Vergleich zu konventionell geschweißten Bauteilen. In Figur 1 ist dargestellt, wie ein Bauteil 1, insbesondere eine Turbinenkomponente mit einer Oberfläche 4 mittels eines Energiestrahls 7 bearbeitet wird.

Bei der Bearbeitung handelt es sich um ein Auftragschweißen, insbesondere ein Laserauftragschweißen, bei dem ein Energiestrahl 7, insbesondere ein Laserstrahl 7, mit seinem Durchmesser d am Bearbeitungsort, insbesondere im Fokus entlang einer Bewegungsrichtung 10 bewegt wird. Die allgemeine Bewe ^¬ gungsrichtung 10 ist insbesondere linear und stellt die über- lagerte Gesamtrichtung einer oszillierenden oder pendelnden Bewegung 11 dar (Fig. 2) .

Die Zick-Zack-Darstellung (Fig. 2) der oszillierenden Bewegung 11 ist nur ein Beispiel für eine oszillierende Bewegung des Laserstrahls. Mit Bewegung bzw. Vorschub ist immer eine relative Bewegung zwischen Laserstrahl 7 und Substrat 4 gemeint .

Unter „linear" können auch mäanderförmige Bewegungsmuster für eine zu beschichtende Fläche verstanden werden, d. h. die re ^¬ sultierende Vorwärtsbewegung ist linear.

Erfindungsgemäß wird die Erstarrungsfront des aufgetragenen Materials oszillieren gelassen. Dabei oszilliert der Laser- strahl 7 entlang der Richtung 13 des Vorschubs und/oder senkrecht dazu zur Richtung 16.

Die Amplitude, mit dem der Laserstrahl oszilliert, beträgt zwischen 35% und 65% des Durchmessers d oder 70% bis 130% des Radius des Laserstrahls am Bearbeitungsort 7 (Fig. 3) : x = (0,35 - 0,65) d, insbesondere ist die Amplitude x = ^ d = r . Für jede Geschwindigkeit des „Scanners" des Laserstrahls und der Amplitude gibt es eine Obergrenze für die Frequenz, ab der eine Verbesserung nicht mehr erzielt wird. Die Frequenz zwischen der sich der Laserstahl 7 zwischen zwei Auslenkungen hin und her bewegt, beträgt zwischen 20Hz und 50Hz, insbesondere zwischen 30Hz und 40Hz, ganz insbesondere 35Hz . Der Stahldurchmesser des Laserstrahls 7 beträgt vorzugsweise 500ym bis 1200ym, ganz vorzugsweise 600ym bis 800ym.

Die allgemeine Vorschubgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 500 mm/min.

Für eine größere Vorschubgeschwindigkeit muss eine größere

Frequenz eingestellt werden. Insbesondere wäre für einen Vor ^¬ schub von lOOOmm/min eine Frequenz von 70Hz sinnvoll. Welche Frequenz geeignet ist hängt von dem Vorschub ab.

Sie muss so eingestellt werden, dass die resultierende Spur nicht als Zickzackspur erscheint, sondern so ausgebildet wird, dass die Spurgeometrie so wie die einer herkömmlich ge ^¬ schweißten Spur ist.

Ist die Frequenz zu groß, tritt der Effekt der Kornneubildung nicht mehr auf.