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55,80 €ISBN 978-3-8440-9310-0Paperback142 Seiten50 Abbildungen241 g21 x 14,8 cmDeutschDissertation
Dezember 2023
Lukas Emmanuel Oster
Herstellung von LTT-Legierungen durch in situ Legieren mit Lichtbogenschweißen zur Beeinflussung von Eigenspannungen und Verzug
Eigenspannungen und Verzug sind eine der wesentlichen Störgrößen in der additiven Fertigung von metallischen Bauteilen, da sie einerseits zu Formabweichungen führen können, aber andererseits auch das Strukturverhalten verschlechtern. Low Transformation Temperature (LTT)-Legierungen werden im Bereich des Verbindungsschweißens genutzt, um den Eigenspannungszustand der Schweißkonstruktion zu beeinflussen und gleichzeitig den Verzug gering zu halten. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Möglichkeit untersucht, LTT-Legierungen kostengünstig durch in-situ-Legieren für die additive Fertigung mit dem Lichtbogen nutzbar zu machen.
Zu Beginn erfolgt dazu die Auswahl einer geeigneten Kombination an Schweißzusätzen, sowie die Ermittlung eines nutzbaren Parameterraumes. Durch Variation der Kaltdrahtfördergeschwindigkeit wird die Legierungszusammensetzung ermittelt, welche einen möglichst starken LTT-Effekt erwarten lässt. Die Bewertung des LTT-Effektes erfolgt hierbei zunächst in Einlagenschweißungen durch Verformungsmessungen der Substratplatte, sowie durch nachgelagerte Eigenspannungsmessungen. Anschließend erfolgt die Betrachtung der zyklischen Wärmewirkung unter Durchführung von Flächenauftragschweißungen.
Die Ergebnisse der Arbeit deuten darauf hin, dass das in-situ-Legieren ein vielversprechendes Werkzeug ist, um lokal im Bauteil LTT-Legierungen zu erzeugen. Sowohl in einlagigen Schweißungen, als auch im simulierten Mehrlagenfall konnte die Verformung der Substratplatte durch LTT-Injektion reduziert werden. Der Einsatz der Mehrdrahttechnik zeichnet sich hierbei als kostengünstige und effiziente Lösung ab, um Multimaterialbauteile mit angepasstem Eigenspannungszustand additiv herzustellen.
Zu Beginn erfolgt dazu die Auswahl einer geeigneten Kombination an Schweißzusätzen, sowie die Ermittlung eines nutzbaren Parameterraumes. Durch Variation der Kaltdrahtfördergeschwindigkeit wird die Legierungszusammensetzung ermittelt, welche einen möglichst starken LTT-Effekt erwarten lässt. Die Bewertung des LTT-Effektes erfolgt hierbei zunächst in Einlagenschweißungen durch Verformungsmessungen der Substratplatte, sowie durch nachgelagerte Eigenspannungsmessungen. Anschließend erfolgt die Betrachtung der zyklischen Wärmewirkung unter Durchführung von Flächenauftragschweißungen.
Die Ergebnisse der Arbeit deuten darauf hin, dass das in-situ-Legieren ein vielversprechendes Werkzeug ist, um lokal im Bauteil LTT-Legierungen zu erzeugen. Sowohl in einlagigen Schweißungen, als auch im simulierten Mehrlagenfall konnte die Verformung der Substratplatte durch LTT-Injektion reduziert werden. Der Einsatz der Mehrdrahttechnik zeichnet sich hierbei als kostengünstige und effiziente Lösung ab, um Multimaterialbauteile mit angepasstem Eigenspannungszustand additiv herzustellen.
Schlagwörter: WAAM; LTT; Eigenspannungen; Formgebendes Schweißen; ArcDED
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DOI 10.2370/9783844093100
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