Prozessbezogene Modellierung und Simulation instationärer modulierter Gastströme beim Plasma-Pulver-Auftragsschweißen zur Beeinflussung der Schichteigenschaften

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peter Mayr
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321752493

Zielstellung des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Lösungsansatzes zur Ermittlung und Beschreibung der Einflüsse von zeitlich veränderlichen instationären, modulierten Prozessgasströmen beim Plasma-Auftragschweißen auf die Schmelzbadreaktion im Hinblick auf deren Schwingungen und Strömungen. Es wird erwartet, dass dadurch eine Verbesserung der mechanisch-technologischen Eigenschaften auftraggeschweißter Schichten bezüglich der positiven Verteilung von Hartstoffteilchen und der Verfeinerung der Gefügestrukturen erzielt werden kann. Untersuchungsgegenstand sind dabei zwei Legierungen, welche als Hartstoffpulver in den Plasmalichtbogen eingebracht werden. Dabei handelt es sich zum einen um Kobaltstellite und zum anderen um Stellite und Wolframkarbide. Bei den Kobaltstelliten soll durch die Schmelzbadbewegung der Erstarrungsprozess derart verändert werden, dass das Dendritenwachstum unterbrochen wird, um dadurch eine feinkörnigere Erstarrung zu erreichen. Bei den Stelliten mit zugeführten Wolframkarbiden wird durch eine geeignete Schmelzbadanregung das Ziel verfolgt, der Schwerkraftseigerung entgegenzuwirken, um somit eine gleichmäßigere Verteilung der Wolframkarbide zu erreichen.Die Untersuchungsergebnisse sollen es ermöglichen, ein grundlegendes Prozessverständnis für den Einsatz instationärer Prozessgasströme beim PTA-Auftragschweißverfahren hinsichtlich der daraus entstehenden physikalischen Effekte und der sich dadurch ergebenden wirtschaftlichen Nutzung zu erarbeiten. Diese Kenntnisse können genutzt werden, um Verschleißschutzschichten mikro- sowie makrostrukturell positiv zu verändern oder derzeit bestehende Anwendungsgrenzen zu erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Wolf Georgi