Oberflächengüte von beschichteten Bauteilen mit einem 8-kW-Laser im Vergleich zu anderen Methoden

Vergleich der Oberflächenrauheit

Mit einem 8-kW-Lasersystem hergestellte, beschichtete Oberflächen erreichen typischerweise Rauheitswerte um Ra 6–12 μm, was deutlich glatter ist als bei konventionellem PTA-Schweißen oder MIG/TIG-Auftragsschweißen. Der schmale Schmelzbad und der kontrollierte Energieeintrag des Lasers minimieren Spritzer und überschüssigen Materialaufbau, was zu einer gleichmäßigeren Oberfläche führt, bevor eine anschließende Endbearbeitung durch Superlegierungs-CNC-Bearbeitung erfolgt.

Vorteile hinsichtlich Verdünnung und Präzision

Im Gegensatz zu herkömmlichen Schweißverfahren bietet das Laserauftragschweißen eine geringere Verdünnung zwischen Grundmaterial und Auftragsmaterial. Dies führt zu einer verbesserten metallurgischen Bindung und reduzierter Verzug, erhält die Oberflächenintegrität und ermöglicht eine engere Maßhaltigkeit – vorteilhaft für Superlegierungen wie Inconel 718 und Stellite 6, die präzise Toleranzen erfordern.

Notwendigkeit der Nachbearbeitung

Obwohl beschichtete Oberflächen von einem 8-kW-Laser glatter sind als die meisten lichtbogenbasierten Methoden, benötigen sie in der Regel dennoch eine Endbearbeitung. Präzisionszerspanung oder Schleifen wird eingesetzt, um anwendungsspezifische Toleranzen zu erreichen. Bei Bedarf können Nachbehandlungen wie Wärmebehandlung oder Heißisostatisches Pressen (HIP) angewendet werden, um Eigenspannungen zu reduzieren und das Gefüge vor den Endbearbeitungsschritten zu stabilisieren.

Vergleich mit traditionellen Auftragsschweißverfahren

PTA-Schweißen, WIG und MIG erzeugen typischerweise rauere Ausgangsoberflächen, oft über Ra 15–25 μm. Diese Verfahren erzeugen breitere Schweißraupen, mehr Spritzer und größere Wärmeeinflusszonen, was zu einem umfangreicheren Nachbearbeitungsbedarf führt. Im Gegensatz dazu erfordern lasergeschichtete Bauteile oft weniger Materialabtrag und weniger Bearbeitungsdurchgänge – was sowohl Zeit als auch Kosten in Wartungsabläufen der Luft- und Raumfahrt und der Öl- und Gasindustrie spart.

Industrieller Vorteil

Die Oberflächenqualität von beschichteten Bauteilen aus dem 8-kW-Laserauftragschweißen bietet einen strategischen Vorteil in Branchen wie Militär und Verteidigung und Marine, wo reduzierte Nachbearbeitungszeiten und eine bessere Beschichtungsgleichmäßigkeit direkt zu schnelleren Durchlaufzeiten und verbesserter Zuverlässigkeit führen.