DE102015224091A1 - Reparaturschweißverfahren mit manueller und maschineller Vorgehensweise - Google Patents

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Georg Bostanjoglo
Bernd Burbaum
Andres Gasser
Stefanie Linnenbrink
Frank Mentzel
Norbert Pirch
Michael Weyland
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Abstract

Durch die manuelle Rissbearbeitung und maschinelle Erfassung und Reparatur des Risses werden gute Ergebnisse erzielt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schweißverfahren, insbesondere zur Reparatur, bei dem ein Defekt sowohl manuell als auch maschinell bearbeitet und repariert wird.
  • Durch eine Wobbel-Strategie beim Auftragschweißen können Keimbildung und Kornwachstum in der „mushy zone“ (breiige Zone) gezielt beeinflusst werden, so dass das Wachstum einer kolumnaren Erstarrungsfront unterdrückt bzw. vollständig vermieden wird. Experimentelle Ergebnisse zeigen nahezu rissfreie Gefügestrukturen an Nickelbasis-Superlegierungen. Bei großen Pulvermassenströmen ergibt sich ein feinkörniges Gefüge, wobei die Korngröße deutlich kleiner ist als die Lagenhöhe. Speziell an den Anfangs- und Endpunkten zeigte sich ebenfalls die Bildung von sehr feinkörnigem Gefüge. Dies spricht für einen sehr robusten Prozess, für den eine hohe Konturgenauigkeit nicht benötigt wird. Für ähnliche Prozesse wird eine hohe Konturgenauigkeit vorausgesetzt, so dass ein lagenweiser Aufbau von 200μm erzielt wird und womit die Bildung von epitaktisch wachsenden Körnern vermieden wird.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung das Reparaturverfahren weiterhin zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
  • Die 1 bis 3 zeigen den Ablauf des Verfahrens.
  • Die Beschreibung und die Figuren stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
  • Vorgeschlagen wird eine neue Reparaturstrategie. Dabei wird folgendermaßen vorgegangen:
    • 1. Mittels manueller Bearbeitung, insbesondere wie Fräsen und/oder Schleifen und/oder sonstiger mechanischer Bearbeitung wird/werden Defekte 10 oder Risse 10 (1) in Bauteilen 1, insbesondere Turbinenschaufeln, größtenteils oder vollständig ausgearbeitet, insbesondere ausgemuldet.
    • Dabei wird ein entsprechendes Werkzeug 11 oder eine entsprechende Maschine 11 von dem Bearbeiter 2 verwendet.
    • 2. Insbesondere wird die entstandene Geometrie der so erzeugten Mulde 13 (3) digitalisiert und Werkzeugbahnen zur Auftragschweißung werden generiert.
    • 3. Die Geometrie der Mulde 13 wird durch Auftragschweißen, insbesondere mit einer Wobbelstrategie maschinell, insbesondere mittels Werkzeugmaschine 19 und/oder Roboter 16 aufgefüllt.
  • Die Vorteile sind verbesserte Materialeigenschaften des reparierten Bauteils im Vergleich zu manuell geschweißten Bauteilen, die Einsparung von Material und die Verkleinerung der Ausschusszahlen bei Service-Bauteilen.
  • Unter Mulde 13 ist jede Geometrie zu verstehen, d. h. ein Bereich, in dem Material aufgefüllt oder aufgebracht werden soll.
  • Unerwarteterweise hat sich gezeigt, dass die Kombination aus manueller Rissentfernung und maschineller Auffüllung vorteilhaft ist. Bis dato wurde entweder manuell der Defekt entfernt und manuell auftraggeschweißt, da der Wechsel zu einer automatisierten Bearbeitungsmaschine aufwändig war oder es wurde komplett alles maschinell bearbeitet.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Reparatur eines Bauteils (1), das zumindest einen Riss (10) oder einen Defekt (10) aufweist, bei dem der Riss (10) oder der Defekt (10) manuell durch ein Bearbeitungsverfahren entfernt wird, so dass eine Mulde (13) entsteht, dann das Bauteil (1) mit der Mulde (13) durch eine automatisierte Anlage weiter bearbeitet wird, durch ein automatisiertes Auftragschweißen innerhalb der Mulde (13), insbesondere bei der die manuell ausgearbeitete Geometrie der Mulde (13) digitalisiert wird und ganz insbesondere Werkzeugbahnen für das Auftragschweißen automatisch generiert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Laserauftragschweißen verwendet wird, insbesondere ein Pulver-Laserauftragschweißen.
  3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2, bei dem eine Wobbel-Strategie beim Auftragschweißen verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem Bauteile aus nickel- oder kobaltbasierten Superlegierungen repariert werden.
DE102015224091.6A 2015-12-02 2015-12-02 Reparaturschweißverfahren mit manueller und maschineller Vorgehensweise Withdrawn DE102015224091A1 (de)

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