WO2019211441A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM LASERSTRAHLAUFTRAGSCHWEIßEN EINES OBERFLÄCHENBEREICHS EINES SUBSTRATS SOWIE AUFTRAGGESCHWEIßTES BAUTEIL - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM LASERSTRAHLAUFTRAGSCHWEIßEN EINES OBERFLÄCHENBEREICHS EINES SUBSTRATS SOWIE AUFTRAGGESCHWEIßTES BAUTEIL Download PDF

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WO
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laser radiation
laser
substrate
wavelength
surface region
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PCT/EP2019/061383
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Bernd Burbaum
Torsten JOKISCH
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel

Definitions

  • the invention relates to a method for laser beam deposition welding of a surface region of a substrate, a device for laser deposition welding and a
  • Laser deposition welding also referred to as Laser Metal Deposition (LMD) is one of the procedures of the order
  • the energy source used is a laser which is suitable for locally heating the material of the substrate in a surface area and for forming a molten bath
  • the welding material is supplied to the surface region and also melted, wherein it connects to the material of the substrate.
  • the welding material is often in powder form, for. B. supplied as metal powder, or in the form of a wire.
  • Laser deposition welding is a suitable method, workpieces such as components of gas or steam turbines, eg. As turbine blades, which are exposed during their use significant thermal, mechanical and / or chemical stresses to repair. U. a. therefore that is
  • Nickel base superalloys with a high proportion of intermetallic phase such.
  • the basic idea of the invention is to laser radiation under different wavelength for melting the order
  • a method for laser beam deposition welding of a surface region of a substrate comprises emitting at least two laser radiations differing in their wavelength, e.g. B. a first and a second laser radiation, a melting of the surface region of the substrate by means of the laser radiation and supplying a welding material to the molten surface region of the substrate.
  • the emitting of the laser radiation can take place simultaneously or alternately, preferably without interruption, alternately.
  • the associated laser sources For example, the associated laser sources
  • a molten bath is formed by irradiation with at least two laser radiations of different wavelengths into which the welding material is introduced.
  • the welding material may preferably be supplied in powder form.
  • the welding material and the laser radiation may be supplied together to the surface region of the substrate by means of a nozzle or a coating head, wherein welding material and the
  • Laser radiations are conducted coaxially.
  • a shell of inert gas for.
  • the protective gas can also be supplied by means of the nozzle.
  • melt pool geometries By combining the different wavelengths, different melt pool geometries can be generated. Due to the different absorption and
  • This effect can be used to influence the nucleation and / or solidification at the solid-liquid phase boundary of the molten bath, so that a fine-grained microstructure can be obtained, which has a lower hot cracking tendency and therefore can solidify largely crack-free.
  • improved material properties of the components welded by means of the method according to the invention can be achieved in comparison to conventionally welded components. Material can be saved and the reject rate can be reduced.
  • the method can in particular to the same type
  • the method is particularly suitable for components with large dimensions, because this material saving and high quality by the
  • a first laser radiation may have a wavelength in the visible
  • Spectral range d. H. ranging from 380 nm to 780 nm, with one wavelength in green-blue
  • Spectral range from 400 nm to 540 nm is preferred and a wavelength of 515 nm is particularly preferred.
  • a second laser radiation may have a wavelength in the near infrared spectral range, i. H. in the range of 1030 nm to 1070 nm.
  • Wavelength in the range of 380 nm to 780 nm, in particular 515 nm, and a second laser radiation have a wavelength in the range of 1030 nm to 1070 nm.
  • Spectral ranges allow a particularly good influence on the Schmelzbadgeometrie and the achievement of a particularly fine-grained structure at the solid-liquid phase boundary.
  • At least one laser radiation can be pulsed.
  • both the first and the second laser radiation can be pulsed.
  • the pulse duration can each be in the range from 200 ms to 1000 ms.
  • the pulses of the first and second laser radiation may overlap in time or completely or partially and / or alternate.
  • the pulses can be or become coordinated with one another so that they complement one another or
  • a preferred optical device is a mirror, more preferably a dichroic mirror.
  • a dichroic mirror serves to transmit or reflect different wavelength ranges. This can also at a
  • At least the surface region of the substrate and the welding material have the same composition. It can therefore be carried out, for example, a similar coating repair. Due to the same composition, similar absorption and heat conduction results
  • the welding material may also comprise a nickel-base superalloy or consist of a nickel-base super alloy.
  • the nickel-base superalloy may be, in particular, a nickel-base superalloy having a large proportion of an intermetallic phase, e.g. Alloy 247 or Rene 80.
  • the substrate may be a turbine component, for.
  • a gas or steam turbine component such as a turbine blade, z. B. a Turbinenleit- or turbine blade.
  • the at least two laser sources can be designed for the simultaneous and / or alternating emission of the laser radiation.
  • the laser sources are arranged so that the two laser beams in the direction of the order
  • the apparatus may include a feeder for supplying a welding material to the surface area of the substrate.
  • the feeder thus serves to supply an additional material (welding material), which is melted during deposition welding and on the
  • Weld material which is advantageously in powder form, may be provided in a dedicated container mounted on a conveyor system and delivered to the feeder by a conduit.
  • the feeder can be used as a nozzle, e.g. B. as a slot or nozzle, be formed.
  • the laser radiation can be conducted to the surface region of the substrate by means of the nozzle.
  • a nozzle can be used from which both the welding material and the laser radiation are emitted.
  • the welding material and the laser radiation are emitted.
  • the device may comprise a device for supplying a protective gas.
  • a device for supplying a protective gas for example, that can
  • Inert gas also be supplied via the nozzle.
  • Shielding gas can be supplied so that a
  • the device according to the invention is advantageously designed for laser deposition welding of a nickel-base superalloy.
  • both the surface region of the substrate and the welding material have a
  • the device according to the invention is u. a. for the manufacture, repair or reprocessing of turbine components, eg.
  • blades are turbine or turbine blades.
  • the device according to the invention may be suitable, for example, for carrying out the method according to the invention explained above. Therefore, the above Aust ments for explaining the method of the invention are also used to describe the device according to the invention.
  • the above Aust ments for explaining the method of the invention are also used to describe the device according to the invention.
  • a first laser radiation may have a wavelength in the range of 380 nm to 780 nm, preferably a wavelength of 515 nm, and / or a second laser radiation may have a wavelength in the range of 1030 to 1070 nm.
  • At least one laser radiation preferably the first and the second laser radiation, be pulsed.
  • the pulse duration of at least one pulsed laser radiation, preferably all pulsed laser radiation may be in the range of 200 ms to 1000 ms.
  • the pulses can be designed so that pulses of the first laser radiation and pulses of the second laser radiation overlap in time or completely or partially and / or alternate.
  • the device may comprise an optical device, preferably a dichroic mirror, for coupling the laser radiation into the surface region of the substrate.
  • Turbine vane or turbine blade is according to one of the methods described above
  • the present invention makes it possible to achieve the solidification of a fine-grained microstructure at the solid-liquid phase boundary and, consequently, an improvement in weldability, especially in hard-to-weld nickel base superalloys such as Alloy 247 or Rene 80.
  • Composition A alone; B alone; C alone; A and B in combination; A and C in combination; B and C in combination; or A, B, and C are included in combination.
  • Figure 1 is a schematic representation of an exemplary
  • Apparatus for laser deposition welding with a first laser source
  • Figure 2 is a schematic representation of an exemplary
  • Apparatus for laser cladding with a second laser source
  • Figure 3 is a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention.
  • FIG. 4 is a flow chart of one embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a schematic representation of the forming
  • Figure 6 is a schematic detail of the solid-liquid phase boundary when performing a
  • FIG. 1 shows a device 6 for laser cladding according to the prior art, by means of a
  • Substrate 2 applied and can be connected cohesively.
  • the device 6 has a first laser source 7, which is designed to emit a first laser radiation 3 having a first wavelength.
  • the first laser radiation 3 is conducted by means of a nozzle 13 in the direction of the surface region 1 of the substrate 2, so that in the surface region 1, the material of the substrate 2 is melted and a molten bath 10 is formed.
  • the molten bath 10 is bounded by a solid-liquid phase boundary 12.
  • the nozzle is connected to a reservoir 9 for storing the powdery welding material 5.
  • a reservoir 9 for storing the powdery welding material 5.
  • Reservoir 9 is directed to the nozzle 13 and, together with the first laser radiation 3 to the surface region 1 of
  • the welding material 5 and the first laser radiation 3 are preferably emitted coaxially.
  • the nozzle 13 can during the weld overlay on the
  • FIG. 2 shows a further apparatus 6 for laser deposition welding according to the prior art.
  • the device 6 according to Figure 1 instead of the first
  • Laser source 7 a second laser source 8 is inserted, so that instead of the first laser radiation 3, a second laser radiation 4 with one of the first laser radiation.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a
  • Embodiment of a device 6 according to the invention The inventors have recognized that the absorption of the Laser radiation 3, 4 and the heat conduction and thus the formation of the molten bath 10 and the position of the solid-liquid phase boundary 12, inter alia, on the wavelength of
  • Wavelengths, the formation of the molten bath 10 and the solid-liquid phase boundary 12 can be positively influenced so that a fine-grained structure in the applied welding material 11 can be achieved, which is a much lower
  • the build-up welding can thereby be carried out with high quality, so that reject components can be avoided.
  • the exemplary device 6 according to FIG. 3 has a first laser source 7 and a second laser source 8, so that a first laser radiation 3 having a first wavelength and a second laser radiation 4 having a second wavelength can be emitted.
  • Laser radiation 3, 4 are used to form the molten bath and to melt the welding material 5 as to
  • the first laser radiation 3 has a wavelength in the range from 380 nm to 780 nm, preferably a wavelength of 515 nm, ie a wavelength in the green-blue spectral range.
  • the wavelength of the second laser radiation 4 is in the range of 1030 nm to 1070 nm, ie in the near infrared range.
  • Both the first laser radiation 3 and the second laser radiation 4 are pulsed, wherein the pulse duration may be in the range between 200 ms and 1000 ms.
  • the pulses can be or are matched to one another in such a way that they complement or alternate with one another, ie that only the first laser radiation 3 or the second laser radiation 4 is emitted at a particular time and a quasi-cw laser radiation results.
  • the device 6 according to the invention can be located in a chamber
  • an optical device such as a dichroic mirror
  • the device 6 known in the art components such. B. fiber optic cable and
  • FIG. 4 shows an embodiment of a method according to the invention for producing a component according to the invention as a flow chart.
  • the component is a turbine blade of a
  • Gas turbine which consists of a nickel-base superalloy at least in surface area 1.
  • a welding material 5 which also consists of a nickel-base superalloy, is to be welded on for repair purposes. It is therefore a similar coating repair using
  • Turbine blade 1 provided and so with respect to the
  • Device 6 positions the laser beams 3, 4 on the surface area 1 to be repaired
  • a molten bath 10 is formed in the surface region 1, the welding material 5
  • the first and second Laser source 7, 8 the first and second laser radiation 3, 4 alternately emitted.
  • the properties of the first and second laser radiation 3, 4 is referred to the above
  • the steps S2 and S3 can be performed simultaneously, since the first and second laser radiation 3, 4 as well as the welding material 5 are passed through the nozzle 13 and the welding material 5 already at the moment of
  • Steps S2 and S3 may be repeated, e.g. B. to increase a thickness of the applied welding material 11.
  • the nozzle 13 may be moved relative to the surface area 1. In this way, a flat application of the welding material 5 can be made possible.
  • the forming solid-liquid phase boundary 12 is therefore no more than a sharp boundary as in the
  • Wavelength but it forms rather a solid-liquid boundary region (hatched area in Figures 5 and 6).
  • An alternating switching off and on of both laser beams 3, 4 leads to a targeted Influencing the solid-liquid phase boundary and thus the solidification conditions.
  • nucleation By influencing the solid-liquid phase boundary 12, nucleation can be targeted

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Laserstrahlauftragschweißen eines Oberflächenbereichs (1) eines Substrats (2) vorgeschlagen, das ein Emittieren von mindestens zwei Laserstrahlungen (3, 4) unterschiedlicher Wellenlänge, ein Aufschmelzen des Oberflächenbereichs (1) des Substrats (2) mittels der Laserstrahlungen (3, 4) und ein Zuführen eines Schweißmaterials (5) zu dem aufgeschmolzenen Oberflächenbereich (1) des Substrats (2) aufweist. Außerdem werden ein auftraggeschweißtes Bauteil mit einem solchen Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Laserstrahlauftragschweißen, aufweisend mindestens zwei Laserquellen (7, 8) zum Emittieren von mindestens zwei Laserstrahlungen (3, 4) unterschiedlicher Wellenlänge zum Aufschmelzen eines Oberflächenbereichs (1) eines Substrats (2) angegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Laserstrahlauftragschweißen eines Oberflächenbereichs eines Substrats sowie
auftraggeschweißtes Bauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laserstrahlauftrag schweißen eines Oberflächenbereichs eines Substrats, eine Vorrichtung zum Laserstrahlauftragschweißen sowie ein
auftraggeschweißtes Bauteil.
Laserstrahlauftragschweißen, auch als Laser Metal Deposition (LMD) bezeichnet, gehört zu den Verfahren des Auftrag
schweißens, bei denen auf ein Werkstück (Substrat) ein
Oberflächenauftrag mittels Aufbringen eines zusätzlichen Materials (Schweißmaterial) unter gleichzeitigem Aufschmelzen erfolgt .
Als Energiequelle dient ein Laser, der geeignet ist, das Material des Substrats lokal in einem Oberflächenbereich zu erwärmen und unter Ausbildung eines Schmelzbads aufzu
schmelzen. Synchron zum Aufschmelzen des Materials des
Substrats wird das Schweißmaterial zu dem Oberflächenbereich zugeführt und ebenfalls aufgeschmolzen, wobei es sich mit dem Material des Substrats verbindet. Das Schweißmaterial wird häufig in Pulverform, z. B. als Metallpulver, oder in Form eines Drahts zugeführt.
Laserstrahlauftragschweißen ist ein geeignetes Verfahren, Werkstücke wie Bauteile von Gas- oder Dampfturbinen, z. B. Turbinenschaufeln, die während ihrer Verwendung erheblichen thermischen, mechanischen und/oder chemischen Belastungen ausgesetzt sind, zu reparieren. U. a. daher ist das
Laserstrahlauftragschweißen von großem ökonomischem
Interesse. Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum
Laserstrahlauftragschweißen von Turbinenbauteilen ist beispielsweise aus der DE 10 2014 210 652 Al bekannt. Als problematisch hat sich jedoch die Heißrissanfälligkeit von auftraggeschweißten Werkstücken herausgestellt. Dies trifft verstärkt auf Werkstücke aus Nickelbasissuper
legierungen zu, insbesondere auf Werkstücke aus
Nickelbasissuperlegierungen mit einem großen Anteil an intermetallischer Phase, wie z. B. Alloy 247 oder Rene 80. Heißrisse führen zu schadhaften Werkstücken und erhöhen die Ausschussrate .
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zum Laserauftragschweißen anzugeben, mit denen die genannten Nachteile zumindest verringert oder sogar ganz behoben werden können .
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der
unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Grundgedanke der Erfindung ist es, Laserstrahlungen unter schiedlicher Wellenlänge zum Aufschmelzen des auftrag
zuschweißenden Oberflächenbereichs des Substrats zu
verwenden. Hierdurch kann die Bildung eines feinkörnigen Gefüges begünstigt werden, wodurch die Bildung von Heißrissen verringert werden kann. Insgesamt resultiert eine
Verbesserung der Schweißbarkeit von schwer schweißbaren
NickeIbasissuperlegierungen .
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Laserstrahlauftrag schweißen eines Oberflächenbereichs eines Substrats weist ein Emittieren von mindestens zwei Laserstrahlungen unterschied licher Wellenlänge, z. B. einer ersten und einer zweiten Laserstrahlung, ein Aufschmelzen des Oberflächenbereichs des Substrats mittels der Laserstrahlungen und ein Zuführen eines Schweißmaterials zu dem aufgeschmolzenen Oberflächenbereich des Substrats auf. Das Emittieren der Laserstrahlungen kann gleichzeitig oder abwechselnd, bevorzugt lückenlos abwechselnd, erfolgen.
Beispielsweise können die zugehörigen Laserquellen
abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden, so dass jeweils nur eine Laserstrahlung den Oberflächenbereich des Substrats erreicht .
Mit anderen Worten wird in demjenigen Oberflächenbereich des Substrats, auf den das Schweißmaterial aufgetragen werden soll, durch Bestrahlung mit mindestens zwei Laserstrahlungen unterschiedlicher Wellenlänge ein Schmelzbad ausgebildet, in welches das Schweißmaterial eingebracht wird.
Das Schweißmaterial kann bevorzugt in Pulverform zugeführt werden. Beispielsweise können das Schweißmaterial und die Laserstrahlungen gemeinsam mittels einer Düse bzw. eines Beschichtungskopfs zum Oberflächenbereich des Substrats zugeführt werden, wobei Schweißmaterial und die
Laserstrahlungen koaxial geleitet werden. Optional kann eine Hülle aus Schutzgas, z. B. Helium, Argon und/oder Stickstoff, um das Schweißmaterial und/oder den aufgeschmolzenen
Oberflächenbereich des Substrats gelegt werden. Das Schutzgas kann ebenfalls mittels der Düse zugeführt werden.
Durch die Kombination der unterschiedlichen Wellenlängen können verschiedene Schmelzbadgeometrien generiert werden. Aufgrund der unterschiedlichen Absorptions- und
Wärmeleitungsverhältnisse an der Schmelzbadoberfläche für die verschiedenen Wellenlängen bildet sich die Fest-Flüssig- Phasengrenze (Erstarrungsfront bzw. Schmelzfront) in
Abhängigkeit der Wellenlänge geometrisch unterschiedlich aus.
Dieser Effekt kann zur Beeinflussung der Keimbildung und/oder Erstarrung an der Fest-Flüssig-Phasengrenze des Schmelzbades genutzt werden, so dass ein feinkörniges Gefüge erhalten werden kann, welches eine geringere Heißrissbildungsneigung aufweist und daher weitgehend rissfrei erstarren kann. Dadurch lassen sich verbesserte Materialeigenschaften der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auftraggeschweißten Bauteile im Vergleich zu konventionell geschweißten Bauteile erzielen. Material kann eingespart und die Ausschussrate kann verringert werden.
Das Verfahren kann insbesondere zur artgleichen
Beschichtungsreparatur von Turbinenschaufeln aus eine
Nickelbasissuperlegierung mit einem großen Anteil an
intermetallischer Phase genutzt werden. Das Verfahren ist für Bauteile mit großen Abmessungen besonders geeignet, weil diese materialsparend und mit hoher Qualität durch das
Verfahren repariert werden können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann eine erste Laserstrahlung eine Wellenlänge im sichtbaren
Spektralbereich, d. h. im Bereich von 380 nm bis 780 nm aufweisen, wobei eine Wellenlänge im grün-blauen
Spektralbereich von 400 nm bis 540 nm bevorzugt und eine Wellenlänge von 515 nm besonders bevorzugt ist.
Eine zweite Laserstrahlung kann eine Wellenlänge im nahen infraroten Spektralbereich, d. h. im Bereich von 1030 nm bis 1070 nm aufweisen.
Besonders bevorzugt kann eine erste Laserstrahlung eine
Wellenlänge im Bereich von 380 nm bis 780 nm, insbesondere 515 nm, und eine zweite Laserstrahlung eine Wellenlänge im Bereich von 1030 nm bis 1070 nm aufweisen.
Die Kombination von Laserstrahlung der genannten
Spektralbereiche ermöglicht eine besonders gute Beeinflussung der Schmelzbadgeometrie sowie die Erzielung eines besonders feinkörnigen Gefüges an der Fest-Flüssig-Phasengrenze . Zudem kann Laserstrahlung im grün-blauen Spektralbereich von hochreflektierenden Materialien, wie z. B. Kupfer, besonders gut absorbiert werden, so dass sich auch Substrate aus solchen Materialien sowie Schweißmaterialien aus solchen Materialien gut auftragschweißen lassen.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann mindestens eine Laserstrahlung gepulst werden. Bevorzugt kann sowohl die erste als auch die zweite Laserstrahlung gepulst werden. Die Pulsdauer kann jeweils im Bereich von 200 ms bis 1000 ms liegen. Zudem können sich die Pulse der ersten und zweiten Laserstrahlung in zeitlicher Hinsicht ganz oder teilweise überlappen und/oder abwechseln.
Mittels der Pulsung kann die Fest-Flüssigphasengrenze und damit die Erstarrungsbedingungen zusätzlich beeinflusst werden. Durch eine Wechselschaltung der ersten und zweiten Laserstrahlung kann eine quasi-kontinuierliche (cw,
continouos wave) -Laserstrahlung entstehen, so dass auch die Energieeinbringung kontinuierlich erfolgen kann. Mit anderen Worten können die Pulse können so aufeinander abgestimmt sein oder werden, dass sie sich gegenseitig ergänzen bzw.
lückenlos abwechseln, d. h. dass zu einem bestimmten
Zeitpunkt jeweils nur die erste Laserstrahlung oder die zweite Laserstrahlung emittiert wird und eine quasi cw- Laserstrahlung resultiert.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten können die Laser
strahlungen mittels einer optischen Einrichtung in den
Oberflächenbereich eingekoppelt werden. Eine bevorzugte optische Einrichtung ist ein Spiegel, besonders bevorzugt ein dichroitischer Spiegel. Ein dichroitischer Spiegel dient dazu, verschiedene Wellenlängenbereiche zu transmittieren oder zu reflektieren. Hierdurch kann auch bei einem
gleichzeitigen Emittieren der Laserstrahlungen unterschied licher Wellenlänge ein abwechselndes Auftreffen der
Laserstrahlungen auf den Oberflächenbereich des Substrats ermöglicht werden.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten können zumindest der Oberflächenbereich des Substrats und das Schweißmaterial dieselbe Zusammensetzung aufweisen. Es kann also beispielsweise eine artgleiche Beschichtungsreparatur durchgeführt werden. Aufgrund derselben Zusammensetzung resultieren ähnliche Absorptions- und Wärmeleitungs
verhältnisse, so dass eine verbesserte Schweißverbindung erhältlich ist.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann zumindest der
Oberflächenbereich des Substrats eine Nickelbasis
superlegierung aufweisen oder aus eine Nickelbasis
superlegierung bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Schweißmaterial eine Nickelbasissuperlegierung aufweisen oder aus eine Nickelbasissuperlegierung bestehen. Bei der Nickelbasissuperlegierung kann es sich insbesondere um eine Nickelbasissuperlegierung mit einem großen Anteil an einer intermetallischen Phase, z. B. Alloy 247 oder Rene 80, handeln .
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Substrat eine Turbinenkomponente, z. B. eine Gas- oder Dampfturbinen komponente, beispielsweise eine Turbinenschaufel, z. B. eine Turbinenleit- oder Turbinenlaufschaufel sein.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Laserstrahl
auftragschweißen weist mindestens zwei Laserquellen zum
Emittieren von mindestens zwei Laserstrahlungen unterschied licher Wellenlänge, z. B. einer ersten und einer zweiten Laserstrahlung, zum Aufschmelzen eines Oberflächenbereichs eines Substrats auf. Die mindestens zwei Laserquellen können zum gleichzeitigen und/oder abwechselnden Emittieren der Laserstrahlungen ausgebildet sein.
Mit anderen Worten sind die Laserquellen so angeordnet, dass die beiden Laserstrahlungen in Richtung des auftragzu
schweißenden Oberflächenbereichs des Substrats emittiert werden . Darüber hinaus kann die Vorrichtung eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Schweißmaterials zu dem Oberflächenbereich des Substrats aufweisen. Die Zuführeinrichtung dient also zum Zuführen eines zusätzlichen Materials (Schweißmaterial) , das beim Auftragschweißen aufgeschmolzen und auf den
Oberflächenbereich des Substrats aufgetragen wird. Das
Schweißmaterial, welches vorteilhafterweise in Pulverform vorliegt, kann in einem dafür vorgesehenen Behälter, der auf ein Fördersystem montiert ist, bereitgestellt und durch eine Leitung an die Zuführeinrichtung geliefert werden.
Vorzugsweise kann die Zuführeinrichtung als Düse, z. B. als Schlitzdüse oder Runddüse, ausgebildet sein. Mittels der Düse können zudem die Laserstrahlungen zu dem Oberflächenbereich des Substrats geleitet werden. Mit anderen Worten kann eine Düse verwendet werden, aus der sowohl das Schweißmaterial als auch die Laserstrahlungen ausgegeben bzw. ausgesandt werden. Vorzugsweise können das Schweißmaterial und die
Laserstrahlungen koaxial zueinander ausgegeben bzw.
ausgesandt werden.
Optional kann die Vorrichtung eine Einrichtung zur Zufuhr eines Schutzgases aufweisen. Beispielsweise kann das
Schutzgas ebenfalls über die Düse zugeführt werden. Das
Schutzgas kann so zugeführt werden, dass sich eine
Schutzgashülle um das Schweißmaterial und die
Laserstrahlungen herum ausbildet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhafterweise zum Laserstrahlauftragschweißen einer Nickelbasissuperlegierung ausgelegt. Bevorzugt weisen sowohl der Oberflächenbereich des Substrats sowie das Schweißmaterial eine
Nickelbasissuperlegierung auf, d. h. es handelt sich um ein artgleiches Laserstrahlauftragschweißen .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist u. a. zur Herstellung, Reparatur oder Wiederaufarbeitung von Turbinenbauteilen, z.
B. Gas oder Dampfturbinenbauteilen, geeignet. Dabei kann es sich beispielsweise um Turbinenleit- oder Turbinenlauf schaufeln handeln.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise zur Ausführung des oben stehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sein. Daher dienen die obigen Ausfüh rungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen denen des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen entsprechender Ausführungsvarianten .
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann eine erste Laserstrahlung eine Wellenlänge im Bereich von 380 nm bis 780 nm, bevorzugt eine Wellenlänge von 515 nm, und/oder eine zweite Laserstrahlung eine Wellenlänge im Bereich von 1030 bis 1070 nm aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann mindestens eine Laserstrahlung, bevorzugt die erste und die zweite Laser strahlung, gepulst sein. Die Pulsdauer mindestens einer gepulsten Laserstrahlung, bevorzugt aller gepulsten Laser strahlungen, kann im Bereich von 200 ms bis 1000 ms liegen. Die Pulse können so ausgebildet sein, dass sich Pulse der ersten Laserstrahlung und Pulse der zweiten Laserstrahlung in zeitlicher Hinsicht ganz oder teilweise überlappen und/oder sich abwechseln.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Vorrichtung eine optische Einrichtung, bevorzugt einen dichroitischen Spiegel, zum Einkoppeln der Laserstrahlungen in den Oberflächenbereich des Substrats aufweisen.
Ein erfindungsgemäßes auftraggeschweißtes Bauteil,
insbesondere ein Turbinenbauteil, wie z. B. eine
Turbinenleitschaufel oder Turbinenlaufschaufel, ist nach einem der oben stehend beschriebenen Verfahren
auftraggeschweißt . Insgesamt ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Erzielung der Erstarrung eines feinkörnigen Gefüges an der Fest- Flüssig-Phasengrenze und damit einhergehend eine Verbesserung der Schweißbarkeit, insbesondere bei schwer schweißbaren Nickelbasissuperlegierungen wie Alloy 247 oder Rene 80.
Darüber hinaus werden verbesserte Materialeigenschaften des Bauteils im Vergleich zu einem konventionell geschweißten Bauteil erzielt, es kann Material eingespart werden und die Ausschusszahlen bei Service-Bauteilen können verkleinert werden .
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Alle bisher und im Folgenden
beschriebenen Merkmale sind dabei sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander vorteilhaft. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Die Figuren sind nicht notwendigerweise detailgetreu und maßstabsgetreu und können vergrößert oder verkleinert
dargestellt sein, um einen besseren Überblick zu bieten.
Daher sind hier offenbarte funktionale Einzelheiten nicht einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als
anschauliche Grundlage, die dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik Anleitung bietet, um die vorliegende Erfindung auf vielfältige Weise einzusetzen.
Der hier verwendete Ausdruck „und/oder", wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird,
bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elemente verwendet werden. Wird beispielsweise eine Zusammensetzung beschrieben, dass sie die Komponenten A, B und/oder C, enthält, kann die
Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombination enthalten.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften
Vorrichtung zum Laserauftragschweißen mit einer ersten Laserquelle;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften
Vorrichtung zum Laserauftragschweißen mit einer zweiten Laserquelle;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 4 ein Fließdiagramm einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 5 eine schematische Darstellung des sich ausbildenden
Schmelzbades und der Fest-Flüssig-Phasengrenze bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figur 6 eine schematische Detaildarstellung der Fest- Flüssig-Phasengrenze bei Durchführung eines
erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Figur 1 ist eine Vorrichtung 6 zum Laserauftragschweißen nach dem Stand der Technik dargestellt, mittels der ein
Schweißmaterial 5 auf einen Oberflächenbereich 1 eines
Substrats 2 aufgetragen und Stoffschlüssig verbunden werden kann . Die Vorrichtung 6 weist eine erste Laserquelle 7 auf, die zum Emittieren einer ersten Laserstrahlung 3 mit einer ersten Wellenlänge ausgebildet ist. Die erste Laserstrahlung 3 wird mittels einer Düse 13 in Richtung des Oberflächenbereichs 1 des Substrats 2 geleitet, so dass im Oberflächenbereich 1 das Material des Substrats 2 aufgeschmolzen wird und sich ein Schmelzbad 10 ausbildet. Das Schmelzbad 10 wird von einer Fest-Flüssig-Phasengrenze 12 begrenzt.
Die Düse ist mit einem Vorratsbehälter 9 zur Bevorratung des pulverförmigen Schweißmaterials 5 verbunden. Zum Auftrag schweißen wird das pulverförmige Schweißmaterial 5 vom
Vorratsbehälter 9 zur Düse 13 geleitet und zusammen mit der ersten Laserstrahlung 3 zum Oberflächenbereich 1 des
Substrats 2 geleitet, wobei das Schweißmaterial 5 ebenfalls aufgeschmolzen wird. Das Schweißmaterial 5 und die erste Laserstrahlung 3 werden bevorzugt koaxial ausgesandt.
Die Düse 13 kann während des Auftragschweißens über den
Oberflächenbereich 1 des Substrats 2 bewegt werden, so dass auch der Bereich des Schmelzbads 10 wandert und sich eine Fest-Flüssig-Phasengrenze 12 zwischen dem bereits
aufgetragenen Schweißmaterial 11 und dem Schmelzbad 10 ausbildet .
Figur 2 zeigt eine weitere Vorrichtung 6 zum Laserauftrag schweißen nach dem Stand der Technik. Im Unterschied zur Vorrichtung 6 gemäß Figur 1 wird anstelle der ersten
Laserquelle 7 eine zweite Laserquelle 8 eingesetzt, so dass anstelle der ersten Laserstrahlung 3 eine zweite Laser strahlung 4 mit einer von der ersten Laserstrahlung 3
abweichenden Wellenlänge emittiert und zur Ausbildung des Schmelzbades 10 sowie zum Aufschmelzen des Schweißmaterials 5 genutzt wird.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 6. Die Erfinder haben erkannt, dass die Absorption der Laserstrahlung 3, 4 sowie die Wärmeleitung und damit auch die Ausbildung des Schmelzbades 10 sowie die Lage der Fest- Flüssig-Phasengrenze 12 u. a. von der Wellenlänge der
eingesetzten Laserstrahlung 3, 4 abhängig ist.
Durch Kombination einer ersten Laserstrahlung 3 und einer zweiten Laserstrahlung 4 mit voneinander abweichenden
Wellenlängen kann die Ausbildung des Schmelzbades 10 und der Fest-Flüssig-Phasengrenze 12 positiv beeinflusst werden, so dass ein feinkörniges Gefüge im aufgetragenen Schweißmaterial 11 erzielt werden kann, welches eine deutlich geringere
Neigung zur Heißrissbildung aufweist. Das Auftragsschweißen kann dadurch mit hoher Qualität durchgeführt werden, so dass Ausschussbauteile vermieden werden können.
Die beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtung 6 gemäß Figur 3 weist eine erste Laserquelle 7 und eine zweite Laserquelle 8 auf, so dass eine erste Laserstrahlung 3 mit einer ersten Wellenlänge und eine zweite Laserstrahlung 4 mit einer zweiten Wellenlänge emittiert werden können. Beide
Laserstrahlungen 3, 4 werden zur Ausbildung des Schmelzbades und zum Aufschmelzen des Schweißmaterials 5 wie zu den
Figuren 1 und 2 beschrieben genutzt.
Im Ausführungsbeispiel weist die erste Laserstrahlung 3 eine Wellenlänge im Bereich von 380 nm bis 780 nm, bevorzugt eine Wellenlänge von 515 nm, d. h. einer Wellenlänge im grün blauen Spektralbereich, auf. Die Wellenlänge der zweiten Laserstrahlung 4 liegt im Bereich von 1030 nm bis 1070 nm, d. h. im nahen Infrarotbereich. Sowohl die erste Laserstrahlung 3 als auch die zweite Laserstrahlung 4 sind gepulst, wobei die Pulsdauer im Bereich zwischen 200 ms und 1000 ms liegen kann. Die Pulse können so aufeinander abgestimmt sein oder werden, dass sie sich gegenseitig ergänzen bzw. abwechseln, d. h. dass zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur die erste Laserstrahlung 3 oder die zweite Laserstrahlung 4 emittiert wird und eine quasi cw-Laserstrahlung resultiert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 6 kann in einer Kammer
(nicht dargestellt) angeordnet sein, welche eine Stickstoff oder Edelgasatmosphäre enthält, um Lufteinschlüssen in dem aufgetragenen Schweißmaterial 11 entgegenzuwirken. Zur
Einkopplung der ersten und zweiten Laserstrahlungen 3, 4 in den Oberflächenbereich 1 des Substrats 2 kann eine optische Einrichtung, beispielsweise ein dichroitischer Spiegel, vorhanden sein. Darüber hinaus kann die Vorrichtung 6 dem Fachmann bekannte Bauteile wie z. B. Glasfaserkabel und
Umlenkspiegel aufweisen zur Beeinflussung der Laserstrahlung 3, 4 aufweisen.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Bauteils als Fließdiagramm dargestellt. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Bauteil um eine Turbinenschaufel einer
Gasturbine, die zumindest im Oberflächenbereich 1 aus einer Nickelbasissuperlegierung besteht. Auf den Oberflächenbereich 1 der Turbinenschaufel soll ein Schweißmaterial 5, das ebenfalls aus einer Nickelbasissuperlegierung besteht, zu Reparaturzwecken auftraggeschweißt werden. Es wird also eine artgleiche Beschichtungsreparatur mittels
Laserauftragschweißen durchgeführt .
In einem ersten Schritt S1 wird die zu reparierende
Turbinenschaufel 1 bereitgestellt und so bezüglich der
Vorrichtung 6 positioniert, dass die Laserstrahlungen 3, 4 auf den zu reparierenden Oberflächenbereich 1 der
Turbinenschaufel einwirken und das Schweißmaterial 5
auftraggeschweißt werden kann. In einem zweiten Schritt S2 wird das pulverförmige Schweißmaterial aus dem
Vorratsbehälter 9 zur Düse 13 befördert und auf den
Oberflächenbereich 1 der Turbinenschaufel aufgetragen.
In einem dritten Schritt S3 wird im Oberflächenbereich 1 ein Schmelzbad 10 ausgebildet, das Schweißmaterial 5
aufgeschmolzen und mit dem Material des Oberflächenbereichs 1 verschmolzen. Hierfür werden mittels der ersten und zweiten Laserquelle 7, 8 die erste und zweite Laserstrahlung 3, 4 abwechselnd emittiert. Zu den Eigenschaften der ersten und zweiten Laserstrahlung 3, 4 wird auf die vorstehenden
Ausführungen verwiesen.
Die Schritte S2 und S3 können gleichzeitig durchgeführt werden, da die erste und zweite Laserstrahlung 3, 4 ebenso wie das Schweißmaterial 5 durch die Düse 13 hindurchgeführt werden und das Schweißmaterial 5 bereits im Moment des
Aufbringens auf den Oberflächenbereich 1 aufschmilzt.
In einem vierten Schritt S4 wird die auftraggeschweißte
Turbinenschaufel entnommen. Die Schritte S2 und S3 können wiederholt werden, z. B. um eine Dicke des aufgetragenen Schweißmaterials 11 zu erhöhen. Optional kann die Düse 13 bezüglich des Oberflächenbereichs 1 bewegt werden. Hierdurch kann ein flächiger Auftrag des Schweißmaterials 5 ermöglicht werden .
Zur Veranschaulichung der mittels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 6 sowie mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbaren Vorteile zeigt Figur 5 eine schematische
Darstellung des sich ausbildenden Schmelzbades 10 und der Fest-Flüssig-Phasengrenze 12 bei Durchführung eines
erfindungsgemäßen Verfahrens. In Figur 6 ist die Fest- Flüssig-Phasengrenze 12 vergrößert dargestellt (Bereich A aus Figur 5) .
Durch Verwendung von zwei Laserstrahlungen 3, 4 mit
unterschiedlicher Wellenlänge werden quasi zwei Schmelzbäder ausgebildet, die sich zu einem gemeinsamen Schmelzbad 10 überlagern. Die sich ausbildende Fest-Flüssig-Phasengrenze 12 ist daher nicht mehr als scharfe Grenze wie bei der
alleinigen Verwendung einer Laserstrahlung mit einer
Wellenlänge anzusehen, sondern es bildet sich vielmehr ein Fest-Flüssig-Grenzbereich aus (schraffierte Fläche in den Figuren 5 und 6) . Ein abwechselndes Aus- und Einschalten beider Laserstrahlungen 3, 4 führt zu einer gezielten Beeinflussung der Fest-Flüssig-Phasengrenze und damit der Erstarrungsbedingungen. Durch die Beeinflussung der Fest- Flüssig-Phasengrenze 12 kann die Keimbildung gezielt
beeinflusst werden, so dass ein feinkörniges Gefüge erstarrt und verbesserte Materialeigenschaften des Bauteils im
Vergleich zu konventionell geschweißten Bauteilen erreicht werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Laserstrahlauftragschweißen eines
Oberflächenbereichs (1) eines Substrats (2), aufweisend:
- Emittieren von mindestens zwei Laserstrahlungen (3, 4) unterschiedlicher Wellenlänge,
- Aufschmelzen des Oberflächenbereichs (1) des Substrats (2) mittels der Laserstrahlungen (3, 4) und
- Zuführen eines Schweißmaterials (5) zu dem
aufgeschmolzenen Oberflächenbereich (1) des Substrats (2) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei Laserstrahlungen (3, 4) unterschiedlicher Wellenlänge
abwechselnd emittiert werden.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine erste Laserstrahlung (3) eine Wellenlänge im Bereich von 380 nm bis 780 nm, bevorzugt eine Wellenlänge im Bereich von 400 nm bis 540 nm, besonders bevorzugt eine Wellenlänge von 515 nm, und/oder eine zweite Laserstrahlung (4) eine
Wellenlänge im Bereich von 1030 nm bis 1070 nm aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Laserstrahlung (3, 4), bevorzugt die erste und die zweite Laserstrahlung (3, 4), gepulst wird bzw.
werden .
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine Pulsdauer
mindestens einer gepulsten Laserstrahlung (3, 4) im Bereich von 200 ms bis 1000 ms liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei sich Pulse der ersten Laserstrahlung (3) und der zweiten Laserstrahlung (4) überlappen und/oder abwechseln.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Laserstrahlungen (3, 4) mittels einer optischen Einrichtung, bevorzugt mittels eines dichroitischen Spiegels, in den Oberflächenbereich (1) eingekoppelt werden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest der Oberflächenbereich (1) des Substrats (2) und das Schweißmaterial (5) dieselbe Zusammensetzung aufweisen.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest der Oberflächenbereich (1) des Substrats (2) und/oder das Schweißmaterial (5) eine
Nickelbasissuperlegierung aufweisen oder aus eine
NickeIbasissuperlegierung bestehen .
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Substrat (2) eine Turbinenkomponente, insbesondere eine Turbinenschaufel, ist.
11. Vorrichtung (6) zum Laserstrahlauftragschweißen,
aufweisend mindestens zwei Laserquellen (7, 8) zum Emittieren von mindestens zwei Laserstrahlungen (3, 4) unterschiedlicher Wellenlänge zum Aufschmelzen eines Oberflächenbereichs (1) eines Substrats (2).
12. Vorrichtung (6) nach Anspruch 11, wobei eine erste
Laserstrahlung (3) eine Wellenlänge im Bereich von 380 nm bis 780 nm, bevorzugt eine Wellenlänge von 515 nm, und/oder eine zweite Laserstrahlung (4) eine Wellenlänge im Bereich von 1030 nm bis 1070 nm aufweist.
13. Vorrichtung (6) nach Anspruch 11 oder 12, wobei
mindestens eine Laserstrahlung (3, 4), bevorzugt die erste und die zweite Laserstrahlung (3, 4), gepulst ist bzw. sind.
14. Vorrichtung (6) nach Anspruch 13, wobei eine Pulsdauer mindestens einer gepulsten Laserstrahlung (3, 4) im Bereich von 200 ms bis 1000 ms liegt.
15. Vorrichtung (6) nach Anspruch 13 oder 14, wobei sich Pulse der ersten Laserstrahlung (3) und der zweiten
Laserstrahlung (4) überlappen und/oder abwechseln.
16. Vorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, aufweisend eine optische Einrichtung, bevorzugt einen dichroitischen Spiegel, zum Einkoppeln der Laserstrahlungen (3, 4) in den Oberflächenbereich (1) des Substrats (2) .
17. Auftraggeschweißtes Bauteil, insbesondere
Turbinenbauteil, auftraggeschweißt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113477948A (zh) * 2021-06-29 2021-10-08 华南理工大学 一种激光选区熔化的控制系统、方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005030429A2 (de) * 2003-09-24 2005-04-07 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und vorrichtung zum schweissen von bauteilen
US20140263209A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Matterfab Corp. Apparatus and methods for manufacturing
DE102014210652A1 (de) 2014-06-04 2015-12-17 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und Verfahren zum Laserstrahl-Auftragsschweißen
WO2017170890A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社村谷機械製作所 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
WO2018093504A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 General Electric Company Methods of and direct metal laser melting manufacturing system for controlling the cooling rate of a melt pool of a powder bed by in-line laser scanner

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005030429A2 (de) * 2003-09-24 2005-04-07 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und vorrichtung zum schweissen von bauteilen
US20140263209A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Matterfab Corp. Apparatus and methods for manufacturing
DE102014210652A1 (de) 2014-06-04 2015-12-17 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und Verfahren zum Laserstrahl-Auftragsschweißen
WO2017170890A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社村谷機械製作所 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
WO2018093504A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 General Electric Company Methods of and direct metal laser melting manufacturing system for controlling the cooling rate of a melt pool of a powder bed by in-line laser scanner

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113477948A (zh) * 2021-06-29 2021-10-08 华南理工大学 一种激光选区熔化的控制系统、方法及装置

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