Laser-Pulver/Draht-Auftragschweißen

Wie funktioniert Laser-Pulver/Draht-Auftragschweißen?

Beim Laser-Pulver-Auftragschweißen (LPA) werden pulverförmige Zusatzwerkstoffe mittels Laserstrahl auf ein Bauteil aufgeschmolzen. Im Gegensatz dazu wird beim Laser-Draht-Auftragschweißen (LDA) ein drahtförmiger Zusatzwerkstoff mittels Laserstrahlung auf einer Bauteiloberfläche raupenförmig aufgebracht, sodass auch bei dieser Verfahrensart letztendlich das Drahtmaterial vollständig aufgeschmolzen und mit dem Grundwerkstoff metallurgisch verbunden wird.

Bei beiden Verfahren wird durch das Abfahren von zuvor festgelegten Bahnen die gewünschte Geometrie ausgebildet und gewinnt durch Nebeneinander- und Übereinanderlagerung von Bahnen bzw. Schweißraupen seine dreidimensionale Kontur. Der Prozess des Laser-Auftragschweißens kann mit einer lokalen induktiven Zusatzerwärmung kombiniert werden.

                                                         ^{(Schematische Darstellung des LPA/LDA-Verfahrens: Fraunhofer IWS)}

Welche Materialien werden eingesetzt?

LPA

• Al-Legierungen (Al2219, AlSi10Mg)
• Nickelbasislegierungen (Inconel 625/Inconel 718)
• Hochlegierte Edelstähle (316L, X45CrSi9-4, …)
• Ti-Legierungen (Ti6Al4V)
• Un- und niedriglegierte Stähle

LDA

• Al-Legierungen (Al2219, AlSi10Mg)
• Nickelbasislegierungen (Inconel 625, Inconel 718, Mar-M247)
• Hochlegierte Edelstähle (316L, X45CrSi9-4, …)
• Werkzeugstahl (H13)
• Kupfer
• Intermetallische Werkstoffe (FeAL, TiAl, NiAl)
• Hartstoffsysteme (Karbide)
• Cobaltbasislegierungen (Stellite)
• Ti-Legierungen (Ti6Al4V)
• Keramiken (Siliziumcarbid, Bornitrid)

Was sind die Vorteile von Laser-Pulver/Draht-Auftragschweißen?

• Präzise und freie Formgebung für Bauteile aus verschiedenen Materialien
• Schmelzmetallurgische Anbindungen an den Grundwerkstoff
• Niedrige Temperaturbelastung des Bauteils geringerer Verzug
• Geringe Aufmischung des Grundwerkstoffs
• Prozess ist skalierbar, dh. sehr kleine Bauteile (>30 µm) bis zu großen Bauteilen (<3m) sind möglich
• Multimaterial und Insitu Legierung von mehreren Pulverwerkstoffen möglich (LPA)
• Saubere Prozessbedingungen und 100%ige Materialausnutzung (LDA)
• Gute Integrierbarkeit in kommerzielle CNC- oder Robotersysteme

Welche Anwendungen gibt es bereits?

• Reparatur
• Oberflächenbeschichtungen
• Bauteilmodifikation (Erweiterung von Halbzeugen)

Branchen:

• Luft- und Raumfahrt
• Werkzeugbau
• Medizintechnik (Dental)
• Energietechnik (Turbinen, Kompressoren)