Laserpulverauftragschweißen auf 0,2 mm dünnen Substraten einer Nickelbasis-Superlegierung für Dichtungsanwendungen im Heißgasbereich

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung eines Laserpulverauftragschweißprozesses auf 0,2 mm dünnen Substraten der Nickelbasis-Superlegierung Alloy 718, die in automotiven Dichtungsanwendungen im Heißgasbereich eingesetzt wird. Die Beschichtung soll selektiv in beanspruchten Bereichen als Verschleißschutz unter abrasiven und korrosiven Bedingungen erzeugt werden. Beschichtet werden die Substrate mit zwei verschiedenen Kobaltbasislegierungen. Die Entwicklung des Beschichtungsprozesses erfolgt in vier Schritten. Im ersten Schritt werden Substrate einstufig diskontinuierlich beschichtet. Das Beschichtungsmaterial wird mithilfe eines Trägergasstroms direkt in die Wechselwirkungszone von Laserstrahl und Substratoberfläche eingebracht. Im nächsten Schritt werden zur Steigerung der Beschichtungsgeschwindigkeit die Erkenntnisse aus dem diskontinuierlichen Verfahren genutzt, um kontinuierliche Schichten auf ebenen, rechteckigen Blechen zu erzeugen. Ein Teil der Proben wird mit geregelter Laserleistung hergestellt. Um die Beschichtungsgeschwindigkeit in noch größerem Maße zu steigern, werden im dritten Schritt Substrate in einem zweistufigen Verfahren beschichtet. Nachteilig ist, dass der Schritt des Pulveraufbringens nur bei ebenen Substraten realisierbar ist. Im vierten und letzten Schritt werden die Erkenntnisse aus dem einstufig kontinuierlichen Beschichtungsprozess auf ebenen, rechteckigen Blechen auf kreisrunde Standardprüfkörper, sogenannte Normringe, übertragen. Die Ergebnisse der beschichteten Normringe fallen gut aus und zeigen das Potential dieses Verfahrens zur Aufbringung von Schutzschichten auf 0,2 mm dünnen automotiven Heißgasdichtungen auf.