Einflüsse der Prozessparameter auf Geometrie und Mikrostruktur bei der laser- und drahtbasierten additiven Fertigung mit dem Duplex-Stahl 1.4462

Abstract

In dieser Arbeit wurden die Einflüsse der Prozessparameter Vorschubgeschwindigkeit, Drahtfördergeschwindigkeit, Laserleistung und Leistungsdichteverteilung auf die Geometrie sowie mikrostrukturelle Merkmale von Einzelschweißspuren beim laserbasierten Auftragschweißen mit Draht des Duplexstahles 1.4462 untersucht. Zudem wurden Linienenergie und Geschwindigkeitsverhältnis als übergeordnete Kennwerte betrachtet. Ziel war es, geeignete Parameterkombinationen zu identifizieren, durch welche Gefügeinhomogenitäten in Form von austenitreichen Bereichen und sekundären Phasen minimiert und eine optimierte Prozessführung ermöglicht werden können. Die Ergebnisse zeigen, dass eine erhöhte Vorschubgeschwindigkeit zu kleineren Schweißspuren und höheren Ferrit-Phasenanteilen führt. Eine gesteigerte Drahtfördergeschwindigkeit bewirkt größere Schweißspuren, größere Ferrit-Körner und eine höhere Texturschärfe. Eine höhere Laserleistung verstärkt den Einbrand und reduziert den Ferrit-Anteil, wodurch sich die austenitreichen Bereiche eliminieren lassen, jedoch auch eine ausgeprägtere Fasertexturierung auftritt. Die Wahl der Leistungsdichteverteilung beeinflusst die Schweißgeometrie und Gefügeausbildung signifikant, insbesondere hinsichtlich der Einbrandfläche sowie der Ausbildung der austenitreichen Bereiche. Zur Vermeidung unerwünschter Mikrostrukturen bei der Fertigung von mehrlagigen Bauteilen sollten die Prozessparameter weiter optimiert werden. Weiterführende Untersuchungen zu Einflüssen von Wärmebehandlungen und Gefügesimulationen sind erforderlich, um die Zusammenhänge innerhalb des Prozesses vollumfänglich zu verstehen.