Lasertechnik Formgebende Werkzeuge lassen sich mit Handlaser reparieren

Hannover (dk) – Werkzeuge aus neuen Werkzeugstählen brauchen angepasste Konzepte zur Reparatur und Instandsetzung. Dafür bietet das handgeführte Laserstrahlauftragschweißen als neues Verfahren auf diesem Gebiet viele Vorteile. Außerdem ist auch eine genaue Kenntnis der Kombination von Werkzeugstahl und Zusatzwerkstoff erforderlich. Untersuchungen hierzu waren Inhalt eines Forschungsvorhabens.

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Werkzeugstähle sind in der Industrie weit verbreitet und werden zur trennenden, um- und urformenden Bearbeitung von Werkstoffen eingesetzt. Beim dauerhaften Einsatz unterliegen sie einem unvermeidbaren Verschleiß. Reparaturschweißungen defekter Bereiche stellen im Vergleich zu den Produktionskosten eines neuen Werkzeuges eine wirtschaftliche Alternative dar.

Zunehmend wird außer dem WIG- und Plasma-Auftragschweißen auch das Laserstrahlauftragschweißen verwendet. Das Laserstrahlauftragschweißen wird in Verbindung mit gepulsten Strahlquellen und handgeführten Bearbeitungsköpfen durchgeführt.

Laserschweißen bietet größere Präzision

Durch die Anwendung des Laserschweißens können Verzüge und großvolumige Wärmeeinflusszonen im Vergleich zu konventionellen Auftragschweißverfahren vermieden werden. Der Laser ist aufgrund seiner Präzision, in Verbund mit einer minimalen thermischen Beeinflussung des Grundwerkstoffes und seiner Zugänglichkeit für Vertiefungen und Spalte, prädestiniert als Reparaturwerkzeug für filigrane Werkzeugschäden. Typische Auftragdicken liegen im Bereich von 0,2 bis 1,0 mm pro Lage.

Eine Vielzahl an Neuentwicklungen im Bereich der Werkzeugstähle und Schweißzusatzwerkstoffe erfordert eine umfangreiche Wissensbasis hinsichtlich der metallurgischen Verträglichkeit von Materialkombinationen. Durch Unregelmäßigkeiten, wie Werkstoffinhomogenitäten, können Prozessinstabilitäten entstehen.

Diese führen zu qualitativ unterschiedlichen Schweißergebnissen. Aufgrund dessen kann es zu fehlerhaften Reparaturstellen kommen, die ein erneutes Bauteilversagen infolge von Abplatzung, Rissbildung oder Korrosion nach sich ziehen können.

Metallurgische Unverträglichkeiten neuer Werkstoffe noch unklar

Anhand von Verschleißprüfungen, Härtemessungen und Gefügeuntersuchungen sollen metallurgische Unverträglichkeiten sowie die Praxistauglichkeit der Werkstoffpaarungen herausgearbeitet und charakterisiert werden. Untersucht wurden drei neue Werkzeugstähle und fünf Zusatzwerkstoffe.

Das Forschungsvorhaben wurde federführend vom Laser Zentrum Hannover e.V., Hannover, und mehreren Industriepartnern sowie der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, aus Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung, Essen, durchgeführt.

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