WO2016066414A1 - Umschmelzen und anschliessendes auftragsschweissen und bauteil - Google Patents

Umschmelzen und anschliessendes auftragsschweissen und bauteil Download PDF

Info

Publication number
WO2016066414A1
WO2016066414A1 PCT/EP2015/073557 EP2015073557W WO2016066414A1 WO 2016066414 A1 WO2016066414 A1 WO 2016066414A1 EP 2015073557 W EP2015073557 W EP 2015073557W WO 2016066414 A1 WO2016066414 A1 WO 2016066414A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oxidation
substrate
remelting
component
resistant material
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/073557
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Burbaum
Torsten Neddemeyer
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to RU2017114505A priority Critical patent/RU2017114505A/ru
Priority to US15/518,171 priority patent/US20170304936A1/en
Priority to EP15778673.2A priority patent/EP3183092A1/de
Publication of WO2016066414A1 publication Critical patent/WO2016066414A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/354—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/60—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • B23P6/007—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only additive methods, e.g. build-up welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/286—Particular treatment of blades, e.g. to increase durability or resistance against corrosion or erosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B23K2103/26—Alloys of Nickel and Cobalt and Chromium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005—Repairing methods or devices

Definitions

  • the invention relates to the refinement of surfaces by remelting and build-up welding and a component.
  • Step 1 is only an embodiment of the invention ⁇ It is proposed a method which comprises two steps. Step 1:
  • Step 2 By remelting a surface of a substrate is ⁇ works. By remelting, in particular by means of a laser beam, it is possible to generate long grains along the remelted trace so that grain boundaries on the surface are removed. Step 2 :
  • epitaxial deposition welding in particular by means of laser, can be an oxidation resistant layer, in particular ⁇ sondere of NiCoCrAlY, order-weld to the remelted zone, so that this particular epitaxially grows without grain boundaries or korngrenzenarm on the substrate (identi ⁇ specific crystallographic orientation as the base material) ,
  • This procedure improves the oxidation resistance on the surfaces of polycrystalline solidified components of nickel-base superalloys, in particular because epitaxy provides fewer grain boundaries for oxidation damage and additionally generates additional oxidation protection by coating.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Nach dem Umschmelzen in geeigneter Form, so dass Korngrenzen reduziert werden können, ein oxidationsbeständiges Material epitaktisch aufwachsen lassen, so dass die Oxidationsbeständigkeit eines reparierten Materials oder auch eines Neuteils verbessert ist.

Description

Umschmelzen und anschließendes Auftragsschweißen und Bauteil
Die Erfindung betrifft die Veredelung von Oberflächen mittels Umschmelzen und Auftragsschweißen sowie ein Bauteil.
Bei der Reparatur von Bauteilen, z. B. von Turbinenschaufeln, kommt es zum Verschleiß durch Erosion bzw. Korrosion. Dabei müssen Risse verschlossen werden und neues Material aufgetra- gen werden, wohingegen das Oxidationsverhalten bzw. ein Oxi- dationsschutz gegeben sein muss. Bei gewissen Werkstoffen ist die Oxidationsbeständigkeit nicht gegeben.
Dies führt zur Beschränkung des erneuten Einsatzes des Bau¬ teils, wenn erhöhte Anforderungen an die Erosions- oder Kor- rosionsbeständigkeit bestehen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem dieses Problem gelöst werden kann. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Bauteil gemäß Anspruch 7.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden kön- nen, um weitere Vorteile zu erzielen.
Die Beschreibung stellt nur ein Ausführungsbeispiel der Er¬ findung dar. Vorgeschlagen wird ein Verfahren, das zwei Schritte aufweist: Schritt 1:
Mittels Umschmelzen wird eine Oberfläche eines Substrats be¬ arbeitet. Durch das Umschmelzen, insbesondere mittels Laser- strahl, lassen sich lange Körner entlang der umgeschmolzenen Spur generieren, so dass Korngrenzen an der Oberfläche entfernt werden. Schritt 2 :
Mittels epitaktischem Auftragsschweißen, insbesondere mittels Laser, lässt sich eine oxidationsbeständige Schicht, insbe¬ sondere aus NiCoCrAlY, auf die umgeschmolzene Zone auftrags- schweißen, so dass diese ohne Korngrenzen oder korngrenzenarm auf dem Substrat insbesondere epitaktisch aufwächst (identi¬ sche kristallographische Orientierung wie Grundwerkstoff) .
Durch diese Vorgehensweise wird die Oxidationsbeständigkeit an den Oberflächen von polykristallin erstarrten Komponenten aus Nickelbasis-Superlegierungen verbessert, insbesondere, da durch die Epitaxie weniger Korngrenzen für eine Oxidations- schädigung zur Verfügung stehen und zudem durch eine Be- schichtung noch zusätzlicher Oxidationsschutz generiert wird.
Das Material der oxidationsbeständigen Schicht ist verschie¬ den von dem Material des Substrats des metallischen Bauteils. Verschieden bedeutet, dass mindestens ein Legierungselement mit 15% weniger oder mehr vorhanden ist oder zumindest ein Legierungselement nicht vorhanden bzw. vorhanden ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines metallischen Substrats,
bei dem zuerst eine Umschmelzung der Oberfläche des metal¬ lischen Substrats stattfindet zur Entfernung von Rissen und zur Reduzierung von Korngrenzen,
und dann Auftragsschweißen eines oxidationsbeständigeren Materials zumindest teilweise auf den umgeschmolzenen Be¬ reich.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem das Auftragsschweißen des oxidationsbeständigen Materials epitaktisch erfolgt.
3. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 oder 2, bei dem das oxidationsbeständigere Material eine NiCoCrAlX-
Legierung darstellt,
wobei X insbesondere Rhenium (Re) , Silizium (Si) , Yttrium (Y) , Tantal (Ta) und/oder Eisen (Fe) darstellt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das Umschmelzen und Auftragsschweißen in derselben Vorrichtung durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das Substrat eine nickel- oder kobaltbasierte
Legierung darstellt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das Material des oxidationsbeständigen Materials von dem Material des Substrats verschieden ist.
7. Metallisches Bauteil,
insbesondere hergestellt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
das auf einem Umschmelzbereich eines Substrats des Bauteils ein oxidationsbeständigeres Material,
insbesondere epitaktisch aufgewachsenes Material,
aufweist .
8. Bauteil nach Anspruch 7,
bei dem das Substrat eine nickel- oder kobaltbasierte
Legierung darstellt.
9. Bauteil nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das Material des oxidationsbeständigen Materials von dem Material des Substrats verschieden ist.
10. Bauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das oxidationsbeständigere Material eine NiCoCrAlX- Legierung darstellt,
wobei X insbesondere Rhenium (Re) , Silizium (Si) , Yttrium (Y) , Tantal (Ta) und/oder Eisen (Fe) darstellt.
PCT/EP2015/073557 2014-10-31 2015-10-12 Umschmelzen und anschliessendes auftragsschweissen und bauteil WO2016066414A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114505A RU2017114505A (ru) 2014-10-31 2015-10-12 Переплав с последующей наплавкой и деталь
US15/518,171 US20170304936A1 (en) 2014-10-31 2015-10-12 Remelting and subsequent application welding and component
EP15778673.2A EP3183092A1 (de) 2014-10-31 2015-10-12 Umschmelzen und anschliessendes auftragsschweissen und bauteil

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014222266.4A DE102014222266A1 (de) 2014-10-31 2014-10-31 Umschmelzen und anschließendes Auftragsschweißen und Bauteil
DE102014222266.4 2014-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016066414A1 true WO2016066414A1 (de) 2016-05-06

Family

ID=54292802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/073557 WO2016066414A1 (de) 2014-10-31 2015-10-12 Umschmelzen und anschliessendes auftragsschweissen und bauteil

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170304936A1 (de)
EP (1) EP3183092A1 (de)
DE (1) DE102014222266A1 (de)
RU (1) RU2017114505A (de)
WO (1) WO2016066414A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1001055A1 (de) * 1998-11-10 2000-05-17 Abb Research Ltd. Gasturbineteil
WO2006069941A1 (de) * 2004-12-24 2006-07-06 Alstom Technology Ltd Bauteil mit eingebettetem kanal, insbesondere heissgaskomponente einer strömungsmaschine
EP2317078A2 (de) * 2009-11-02 2011-05-04 Alstom Technology Ltd Abrasive einkristalline Turbinenschaufel
EP2756915A1 (de) * 2013-01-18 2014-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Auftragsschweißen mit vorherigem Umschmelzen

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4157923A (en) * 1976-09-13 1979-06-12 Ford Motor Company Surface alloying and heat treating processes
CA2037660C (en) * 1990-03-07 1997-08-19 Tadashi Kamimura Methods of modifying surface qualities of metallic articles and apparatuses therefor
DE10137776C1 (de) * 2001-08-02 2003-04-17 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Erzeugung von verschleissbeständigen Randschichten
EP1340583A1 (de) * 2002-02-20 2003-09-03 ALSTOM (Switzerland) Ltd Verfahren zum Umschmelzen bzw. Auftragschweissen mittels Laser
DE102008003871A1 (de) * 2008-01-08 2009-07-09 Volkswagen Ag Blechhalbzeuge und Verfahren zum Veredeln von Blechhalbzeugen mit Hilfe von Laserstrahlverfahren
EP2756912A1 (de) * 2013-01-18 2014-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Umschmelzen beim Auftragsschweißen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1001055A1 (de) * 1998-11-10 2000-05-17 Abb Research Ltd. Gasturbineteil
WO2006069941A1 (de) * 2004-12-24 2006-07-06 Alstom Technology Ltd Bauteil mit eingebettetem kanal, insbesondere heissgaskomponente einer strömungsmaschine
EP2317078A2 (de) * 2009-11-02 2011-05-04 Alstom Technology Ltd Abrasive einkristalline Turbinenschaufel
EP2756915A1 (de) * 2013-01-18 2014-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Auftragsschweißen mit vorherigem Umschmelzen

Also Published As

Publication number Publication date
EP3183092A1 (de) 2017-06-28
RU2017114505A3 (de) 2018-11-30
US20170304936A1 (en) 2017-10-26
RU2017114505A (ru) 2018-11-30
DE102014222266A1 (de) 2016-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012000742A1 (de) Verfahren zur herstellung einer haft- und kratzfesten schutzschicht auf einem metallischen werkstück
DE102009049707A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Lauf- oder Statorschaufel und eine derartige Schaufel
EP2422051A2 (de) Verfahren zur herstellung einer panzerung einer schaufespitze sowie gasturbinenschaufel
EP3368697A1 (de) Gamma, gamma'-kobaltbasierte legierungen für additive fertigungsverfahren oder löten, schweissen, pulver und bauteil
EP2233598A3 (de) Verfahren zur Herstellung eines beschicht- und/oder fügbaren Blechformteils mit einer Korrosionsschutzbeschichtung
DE102013224568A1 (de) Verfahren zur Erzeugung einer Fase, Bauteil mit Fase und Vorrichtung
EP2903779A1 (de) Borfreies lot mit mangan und germanium, pulver und reparaturverfahren
EP3077572B1 (de) Verbesserte verschleissbeständigkeit eines hochtemperaturbauteils durch kobaltbeschichtung
WO2016066414A1 (de) Umschmelzen und anschliessendes auftragsschweissen und bauteil
WO2014111225A1 (de) Umschmelzen beim auftragsschweissen
EP1743053B1 (de) Verfahren zur herstellung einer beschichtung
WO2015051952A1 (de) Reparatur von flächen mittels eines lot/grundwerkstoffgemischs und bauteil
EP3110987A1 (de) Verfahren zur herstellung eines dentalinstruments oder medizinischen instruments
EP1219728A1 (de) Verfahren zum Entschichten einer Turbienenschaufel
EP2756915A1 (de) Auftragsschweißen mit vorherigem Umschmelzen
WO2014111296A1 (de) Zweimaliges umschmelzen unter verschiedenen richtungen
EP2147134A1 (de) Verfahren zur entschichtung eines bauteils
EP3237144B1 (de) Ni-mn-cr-al-ti-legierung, pulver, verfahren und bauteil
WO2010149141A2 (de) Verfahren zum herstellen und/oder reparieren einer schaufel für eine strömungsmaschine
DE102015203579A1 (de) Reparatur von Flächen mittels eines Lot/Grundwerkstoffgemischs und Bauteil
DE102015205080A1 (de) Verstärkte Korngrenzen in einem aufgeschweißten Bereich, Verfahren und Bauteil
EP2862648A1 (de) Teilweises Umschmelzen von gegossenen Bauteilen und gegossene Komponente
WO2009056100A2 (de) Verfahren zur herstellung einer schutzschicht
EP2871257A1 (de) Verfahren zum Beschichten mit anschließendem Umschmelzverfahren
DE102015221889A1 (de) Aufbaustrategie beim Auftragschweißen und Bauteil

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15778673

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015778673

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015778673

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15518171

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017114505

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A