Die gute Fokussierbarkeit der Laserstrahlung erlaubt Leistungsdichten, die mit konventionellen thermischen Verfahren kaum realisierbar sind. Mit wenig Gesamtleistung lässt sich so die gewünschte Bauteilbearbeitung örtlich begrenzt durchführen, Bauteil wie auch Werkstoff werden thermisch nur geringfügig belastet. Das Laserauftragschweißen und Beschichten eignet sich damit insbesondere für Anwendungsfälle im Werkzeug- und Formenbau, bei denen nur minimaler Verzug toleriert werden kann, sowie für konventionell nur schwer schweißbare Werkstoffe, z. B. hochwarmfeste Nickelbasislegierungen in Gasturbinen.

Das Laserauftragschweißen und das Laserbeschichten mit Pulver sind mit den konventionellen Auftragschweissverfahren TIG (Tungsten Inert Gas) und PTA (Plasma Transfer Arc) verwandt. Anstelle des Lichtbogens beziehungsweise des Plasmas wird jedoch ein Laser als Wärmequelle eingesetzt. Der pulverförmige Auftragwerkstoff wird in einem inerten Trägergas transportiert und über eine Pulverdüse dem Schmelzfleck, den der Laser erzeugt, zugeführt. Unsere 1.5 kW Faserlaseranlage ist für Auftragschweissanwendungen vor Ort mobil einsetzbar. Unser 6-Achsen Portalroboter mit 2 kW CO2-Laser gestattet die Bearbeitung von grossen und komplexen Bauteilgeometrien. Kleinreparaturen an Filigranbauteilen und Grossbauteilen sind mit unserem mobilen, handgeführten150 W Nd:YAG-Lasergerät möglich.

Vorteile

Die wesentlichen Verfahrensmerkmale des Laserauftragschweissen und Beschichten sind

• Minimaler Verzug durch fokussierte Energiezufuhr
• Schmale Wärmeeinflusszone, dadurch minimale Veränderung des Grundwerkstoffs
• Optimale, schmelzmetallurgische Verbindung
• Flächenauftrag sowie Kanten- oder Stegaufbau
• Kleinste Aufmasse und Nacharbeit durch endformnahen Schweissauftrag
• Breite Palette von Auftragswerkstoffen, minimale Durchmischung mit dem Grundwerkstoff
• Verbindung schwieriger Werkstoffkombinationen

Beispiele Laser-Auftragschweissen

Sulzer Innotec verfügt über jahrelange Erfahrung in der Laserschweissbearbeitung von Schaufelsätzen von stationären Gasturbinen und hat erfolgreich an internationalen Forschungsvorhaben zur Reparatur von Einkristallschaufeln teilgenommen.

Aufschweissen der Schaufelkrone	Reparatur / Modifikation von verschlissenen Flächen	Reparaturen am Schaufelfuss

Reparaturaufträge für Formwerkzeuge erfolgen kurzfristig und sind innerhalb kürzester Frist zu bearbeiten. Das Aufschweissen grossflächiger oder komplexer Geometrien ist zeitaufwendig und erfolgt voll CNC-gesteuert.

Aufschweissen eines Formstegs, 200 x 10 x 10 mm	Korrektur von Untermass auf gekrümmter Kontur, Aufbau 0.7 mm	Filigranschweissung, Aufbau 0.25 mm

Beispiele Laser-Beschichten

Die Schaufeln in den hinteren Stufen einer Dampfturbine leiden unter Tröpfchenerosion. Eine Problemlösung ist das Aufschweissen einer Stellit™-Schicht auf der Schaufelvorderkante. Gegenüber konventionellem Löten ergeben sich Vorteile in der Lebensdauer, die schmelzmetallurgische Verbindung verhindert ein Ablösen der Stellit™-Schicht.

Stellit™-Beschichtung der Schaufelvorderkante zur Vermeidung von Tröpfchenerosion	Stellit™-Beschichtung eines Ventilkörpers

Typische Werkstoffe

Nickel-Basislegierungen	IN718, IN738, IN792, IN939, MarM247, CMSX-2, CMSX-4, PWA1480, Nimonic 80A
zugehörige Auftragwerkstoffe	N625, IN718, IN738, MarM509, CMSX-2, CMSX-4
rostfreie Stähle	1.4021, 1.4301, 1.4310, 1.4313, 1.4435, 1.4550, 1.4571, 1.4404, 18/12, u.a.
legierte Werkzeugstähle	1.2083 (X42Cr13), 1.2343 (X38CrMoV5-1), 1.2379 (X155CrVMo12-1), u.a.
typischer Auftragwerkstoff	1.2083 (X42Cr13)
Beschichtungen	Stellite6, Stellite694, u.a, Sondermischungen

Unsere Partner

Hochqualifizierte Spezialisten von Sulzer Innotec sind unsere Partner für

• Fertigungs-Gesamtlösungen, Fertigungs- und Schweiss-Engineering, Schweissberatung
• Mechanische Fertigung und Prototypenbau
• Konventionelle Schweissverfahren und Wärmebehandlung
• Prüf- und Messtechnik
• Werkstoff- und Oberflächentechnologie
• Korrosion und Korrosionsschutz, Reibungs- und Verschleissfragen
• Schaden- und Werkstoffanalytik