Schweißdienstleister für Superlegierungsbauteile aus äquiaxial gegossenem Kristall

Schweißtechnologie für äquiaxiale Superlegierungsgussstücke

Das Schweißen von äquiaxialen Superlegierungsgussstücken erfordert präzise Zusatzwerkstoffabstimmung, Temperaturkontrolle und Schutzgasabdeckung, um rissfreie und mechanisch stabile Verbindungen zu gewährleisten.

• WIG-Schweißen mit abgestimmten Inconel-, Rene- oder Hastelloy-Zusatzwerkstoffen

• Laserschweißen für schmale Nahtreparaturen in dünnwandigen Gussstücken

• Kontrollierte Zwischenlagentemperaturen und Argonschutz zur Reduzierung von Oxidation

• Wärmebehandlung und HIP zur Gefügeerholung

Wir halten in allen Schweißverfahren die AS9100D- und NADCAP-Standards ein.

Häufige Legierungen für äquiaxiale geschweißte Bauteile

Diese Legierungen erfordern präzise Schweißvorbereitung, Zwischenlagenkontrolle und Nachbehandlungen, um die Betriebsleistung zu erhalten.

Fallstudie: Laser-Nahtschweißung an einem äquiaxialen Inconel 738 Statorring

Projekthintergrund

Ein Gasturbinen-Statorring aus äquiaxialem Inconel 738 wies nach dem Guss Oberflächendefekte und Kantenunterbrechungen auf. Laserschweißen wurde zur Wiederherstellung des Teils eingesetzt, gefolgt von einer Wärmebehandlung bei 980°C und einer KMG-Prüfung zur Überprüfung der Konturgenauigkeit.

Typische geschweißte Bauteilmodelle und Anwendungen

Jedes Teil wurde geprüft und zertifiziert, um die Anforderungen an Ermüdung, Druck und thermische Zyklen zu erfüllen.

Schweißherausforderungen bei äquiaxial gegossenen Superlegierungsbauteilen

1. Risiko von Rissen steigt über 175°C Zwischenlagentemperatur in Legierungen mit hohem Gamma-Prime-Anteil wie Inconel 738 und Rene 77.

2. Oxidation und Porosität treten auf, wenn der O₂-Gehalt während des WIG-Schweißens ohne ausreichende Abschirmung 100 ppm überschreitet.

3. WEZ-Härte übersteigt 420 HV bei ungeeigneten Abkühlbedingungen, was die Duktilität an gegossenen Korngrenzen verringert.

4. Dünne Abschnitte verziehen sich >0,02 mm beim Laserschweißen ohne Spannvorrichtungen oder Vorwärmverfahren.

5. Eigenspannungen >250 MPa entstehen, wenn die Wärmebehandlung nach dem Schweißen nicht ordnungsgemäß auf äquiaxiale Kornstrukturen angewendet wird.

Schweißprozesslösungen

1. Argonschutz <50 ppm O₂ eliminiert Oxidation und gewährleistet die Nahtintegrität an Hinterkanten und Kühllöchern.

2. Vorwärmen auf 300°C und Zwischenlagen <150°C begrenzt Rissbildung und thermische Gradienteneffekte in dickwandigen äquiaxialen Gussstücken.

3. Abgestimmter ERNiCrMo-Zusatzdraht bietet chemische Kompatibilität und Widerstandsfähigkeit gegen thermische Ermüdung bis zu 1050°C.

4. Wärmebehandlung nach dem Schweißen bei 980°C normalisiert die Härte und baut thermische Spannungen in WEZ-beeinflussten Zonen ab.

5. HIP bei 1030°C, 100 MPa für 4 Std. eliminiert innere Porosität und stellt die Ermüdungsleistung von geschweißten äquiaxialen Gussstücken wieder her.

Ergebnisse und Verifizierung

Schweißdurchführung

Alle Schweißungen wurden mit abgestimmtem Legierungszusatzwerkstoff und stabilisierter Lichtbogenspannung durchgeführt. Die Schweißraupen waren 3 mm breit und 1,5 mm tief, was eine vollständige Durchdringung ohne Verzug gewährleistete.

Nachschweißbearbeitung

Die Bauteile erhielten eine Wärmebehandlung bei 980°C für 2 Stunden. Wo anwendbar, wurde HIP bei 1030°C, 100 MPa angewendet, um Porosität zu schließen und die Duktilität wiederherzustellen.

Prüfung

Röntgen-ZfP bestätigte vollständige Verschmelzung. KMG maß Profiltoleranzen auf ±0,008 mm. REM-Analyse verifizierte die Mikrostrukturkontinuität und die Integrität der Schweißgrenzfläche.

FAQs

1. Welche äquiaxial gegossenen Legierungen werden üblicherweise in Turbinenanwendungen geschweißt?

2. Wie verhindert man Heißrisse beim Schweißen von äquiaxialen Teilen?

3. Können Rene- oder Inconel-Gussstücke ohne Verlust der Kornintegrität geschweißt werden?

4. Welche Prüfungen nach dem Schweißen werden durchgeführt?

5. Ist HIP nach dem Schweißen von äquiaxial gegossenen Superlegierungsbauteilen erforderlich?