Einsatz von elektromagnetischen Feldern zur Verbesserung der Schichteigenschaften beim Laserbeschichten. - In: Lasertechnologien, (2003), S. 98-101
Die Laseroberflächentechnik gewinnt in der Praxis zunehmend an Bedeutung. Neben zahlreichen Applikationen zum Laserstrahlhärten und umschmelzen wird derzeit das Laserstrahlbeschichten zur Verbesserung der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit eingesetzt. - Im Rahmen des vorliegenden Beitrages wird über grundlegende Versuche zum Laseroberflächenbehandeln unter Einwirkung zusätzlicher elektro-magnetischer Kräfte berichtet. Die verfahrenstechnischen Voraussetzungen ebenso wie das geometrische und metallurgische Eigenschaftsprofil der erzeugten Schichten in Abhängigkeit des Magnetfeldes, der Stromstärke und -richtung werden hier beschrieben.
Fügen und Beschichten am Fachgebiet Fertigungstechnik. - In: 55 Jahre DVS-Arbeitskreis Thermisches Spritzen in den neuen Bundesländern, (2003), insges. 9 S.
Lehr- und Forschungsschwerpunkte im Fachgebiet Fertigungstechnik. - In: 55 Jahre DVS-Arbeitskreis Thermisches Spritzen in den neuen Bundesländern, (2003), insges. 11 S.
Finishing of wear resistant coatings. - In: Proceedings and our portrait, (2003), insges. 2 S.
Endbearbeitung von Beschichtungen. - In: 55 Jahre DVS-Arbeitskreis Thermisches Spritzen in den neuen Bundesländern, (2003), insges. 6 S.
Es wurde der Einfluss der Spritzprozessparameter auf die nachfolgende Zerspanung und die Oberflächengüte der bearbeiteten thermischen Spritzschichten nachgewiesen. Des weiteren wirkt sich auch die Pulverkörnung und Zusammensetzung auf die Oberflächenrauheit der thermischen Spritzschichten nach der Schleifbearbeitung aus. Das Zerspanverfahren Schleifen ermöglicht das Herstellen einer dem Standard entsprechenden Oberflächenqualität. Durch den Einsatz von höheren Werkzeugdrehzahlen und niedrigeren axialen Vorschubgeschwindigkeiten kann die Oberflächenrauheit von thermischen Spritzschichten reduziert werden. Aufgrund des geringeren axialen Vorschubs verringert sich jedoch auch das Zeitspanvolumen. Deutlich höhere Abtragsraten ermöglicht dagegen das Bearbeitungsverfahren Drehen. In den Versuchen konnten Schneidplatten und Bearbeitungsparameter ermittelt werden, die nicht zu einem Ausbrechen der Schneide nach kurzer Standzeit führen. Durch die bei der Drehbearbeitung erzielten geringen Oberflächenrauheiten ist eine Substitution des Schleifens denkbar. Nachteilig ist zur Zeit noch die verschleißbedingte kurze Standzeit der Drehwerkzeuge. Dies trifft sowohl für thermisch gespritzte Schichten als auch für Laser-Pulver-Auftragschweißungen zu. Das Herstellen von Oberflächen mit sehr geringen Rauheitswerten in nur einem Dreharbeitsgang kann jedoch trotz der hohen Werkzeugkosten, aufgrund der Einsparung von Bearbeitungszeit, wirtschaftlich erfolgen. Zum Hartdrehen von Stählen werden speziell für diesen Einsatzzweck konstruierte Maschinen eingesetzt, die sich durch eine sehr hohe Steifigkeit, gute Dämpfungseigenschaften und entsprechende Führungen auszeichnen. Zur Drehbearbeitung von thermisch gespritzten oder mit Laser auftraggeschweißten Verschleißschutzschichten muß die Schneidengeometrie in die Betrachtungen miteinbezogen werden. Eine Optimierung dieser Geometrie kann die Belastung der Schneide verringern und somit die Standzeit der Wendeschneidplatte erhöhen. Eine weiterer Ansatzpunkt für die Parameterentwicklung ist die Modellierung der Nachbearbeitung im Gegensatz zu empirischen Versuchen. Zur Validierung der Modellierungsergebnisse sind nur wenige Versuche nötig. Dadurch wird die Anzahl der durchzuführenden Versuche minimiert und die Materialkosten gesenkt.
Remote-Schweißen verzinkter Stähle mit einem Kohlendioxidlaser. - In: Der Praktiker, ISSN 0554-9965, Bd. 55 (2003), 10, S. 323-326
Beim Schweißen mit einem Kohlendioxidlaser kann die Strahlung wegen ihrer Wellenlänge von 10,6 Mikrometer nicht mit Lichtleitfasern übertragen werden. Die Strahlführung erfolgte bisher durch Systeme aus ebenen, nicht drehbaren Kupferspiegeln und flexible Spiegelsysteme mit konstanter Strahlführungslänge. Eine neue Möglichkeit der Strahlführung bietet das Remote-Schweißen. Dabei wird mit einem Lasersystem gearbeitet, das eine flexible Positionierung des Fokuspunktes im Raum mit Hilfe von bewegten Spiegeln zuläßt und sich durch eine sehr hohe Positioniergeschwindigkeit auszeichnet. Das Remote-Schweißen stellt aufgrund seiner besonders schnellen und kostengünstigen Erzeugung von Lasersteppnähten vor allem eine Alternative zum Widerstandspunktschweißen dar. Das Verfahren wurde zum Schweißen verzinkter Bleche eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Nahtqualität teilweise durch den schräg auf das Werkstück auftreffenden Laserstrahl beeinträchtigt wird. Bei stechendem Strahl ist die Nahtgüte besser als im schleppend erreichten Bereich. Um insgesamt befriedigende Schweißergebnisse zu erhalten, ist es notwendig, die Vorschubgeschwindigkeit, Laserstrahlleistung und Spaltbreite individuell anzupassen, wobei das Schweißen im Randbereich empfohlen wird.
Herstellung von Verbundwerkstoffen bzw. Werkstoffverbunden durch thermische Beschichtungsverfahren. - In: Metallische Verbundwerkstoffe, (2003), S. 124-159
Plasma-assisted laser cladding process design and properties. - In: Lasers in manufacturing 2003, (2003), S. 189-194
Effizienzsteigerung beim Laserstrahlbeschichten : Plasmaunterstützung macht's möglich. - In: 55 Jahre DVS-Arbeitskreis Thermisches Spritzen in den neuen Bundesländern, (2003), insges. 12 S.
Das Laserbeschichten stellt in metallurgischer Hinsicht ein sehr vielversprechendes Fertigungsverfahren dar, welches sich durch geringe thermische Bauteilbeeinflussung, einer feinen Mikrostruktur der Beschichtung infolge hohe Abkühlraten und einer hervorragenden metallurgischen Verbindung mit dem Grundmaterial auszeichnet. Bedingt durch mangelnde Prozesseffektivität ergeben sich für das Laser-Cladding hohen Herstellungskosten und be-schränken den Einsatz auf vorwiegend Spezialanwendungen. Um das Interesse der Industrie zu wecken müssen die Prozesseffizienz gesteigert und die Beschichtungskosten gesenkt werden. Zu diesem Zweck wurde ein hybrider plasma-unterstützter Laserbeschichtungsprozess entwickelt, welcher die Vorteile des Laser-Claddings wahrt und durch die Nutzung der Plasmae-nergie ein Steigerung der Auftragsleistung ermöglicht. Der vorrangige Nutzen des Plasma-Prozesses ist das kostengünstige Vorheizen von Grund- und Beschichtungswerkstoff und ein gleichzeitiges Reinigen und Aktivieren der Bearbeitungsstele durch einen übertragenen Lichtbogen. Die Laserleistung kann dadurch effektiver für das Aufschmelzen der Werkstoffe genutzt werden. Die angestellten theoretischen Überlegungen konnten im Rahmen der durchgeführten Experimente bestätigt werden. Verglichen mit dem konventionellen Laserbeschichten wurde eine Verdopplung der Auftragsleistung und eine Steigerung der Prozessgeschwindigkeit auf 300% erreicht.
Schutz von titanlegierten Oberflächen durch thermisches Spritzen und Laserbehandlung :
Protection of titanium alloy surfaces by thermal spraying and laser treatment. - In: Thermal spray 2003, (2003), S. 175-182
Titanium alloys are used in several fields due to their outstanding high specific strength, low density and excellent corrosion resistance, but the low wear resistance confines their applicability. The performance of CVD and PVD coatings is limited by the low hardness of the substrate, which cannot supply sufficient support, and conventional thermal spray coating materials do not provide the excellent corrosion properties. Laser alloying also often results in a decreased corrosion resistance and additionally in embrittlement. The use of boron for laser alloying or dispersing of diborides permits the incorporation of extremely hard boride phases without significant decrease of the matrix materials corrosion resistance and ductility, as there is no solubility of boron in titanium. Laser alloying with boron paste and dispersing of TiB2 in Ti6A14V surfaces is carried out with CO2 lasers and an adapted inert gas shower apparatus. Typically a melt pool depth of 200 -300 micron is achieved and the boride precipitates permit an increase of the surface hardness from 350 HV0.05 in the initial state to about 800 HV0.05. The surface area is characterized by means of optical microscopy, SEM and EDXS. Vacuum plasma spraying is used to provide a technology for deposition of TiB2 layers with defined thickness prior to laser treatment on surfaces with complex shape and in order to evaluate the direct applicability of thermally sprayed TiB2 coatings