Dauerfestigkeit von Mittelschnellläuferkurbelwellen nach Rekonditionierung durch Laserstrahlbeschichten

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen
• Subject Area: Coating and Surface Technology
• Term: from 2012 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 216049228

Das Laserstrahlbeschichten ist seit vielen Jahren in der Rekonditionierung hochwertiger Bauteile im Einsatz. Für zyklisch hoch belastete Komponenten ist die Verwendung allerdings bis heute nicht mög-lich, auch wenn dieses aus ökologisch-ökonomischer Sicht wünschenswert erscheint. Ursache ist, dass zu wenige Kenntnisse darüber vorliegen, wie sich der Auftragschweißprozess auf die Zeit- bzw. Dauerfestigkeit der bearbeiteten Komponenten auswirkt. Ein repräsentatives Beispiel einer solchen, bisher nicht zugelassenen Anwendung ist das Laserbeschichten zur Rekonditionierung von Lagerzap-fen von Mittelschnellläuferkurbelwellen. Diese werden in Schiffen zum Antrieb oder als Nebenaggre-gat, aber auch an Land zur Energieerzeugung genutzt. Gegenstand dieses Vorhabens ist die Übertra-gung von Erkenntnissen aus dem DFG-Grundlagenprojekt auf den Anwendungsfall des Laserstrahl-beschichtens von Kurbelwellen unter enger Kooperation mit den Partnern Gall & Seitz Systems und MAN Diesel. Dazu ist den ermittelten hohen Zugeigenspannungen im Übergang von Beschichtung zu Grundwerkstoff entgegenzuwirken, welche offenbar ursächlich für eine reduzierte Dauerfestigkeit sind. Es ist zu ermitteln, welche Verfahrens- und/oder Nachbehandlungsvarianten nötig sind, um die Dauer-festigkeit dieser Komponenten zu erhalten und gegebenenfalls sogar zu erhöhen. Dazu sollen die durch den Schweißprozess induzierten Eigenspannungen mittels FE-Methoden berechnet werden. Aus diesen sollen Parameter für die Bearbeitung von Bauteilen mit ein- und mehrstufigen Verfahrens-kombinationen abgeleitet werden. Diese sollen auf ihre Dauerschwingfestigkeit untersucht werden.

• DFG Programme: Research Grants (Transfer Project)
• Participating Institution: Gall & Seitz Systems GmbH; MAN Diesel & Turbo SE; Mark van Schaick BV