Diodenlaser und Heißdrahttechnik punkten bei der Schichtreparatur

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Hohe Stabilität des Prozesses schlägt sich im Ergebnis nieder

Das Ergebnis spiegelt sich in einer hohen Genauigkeit und sehr guten Reproduzierbarkeit des Prozesses wider. Beide Parameter sind Garanten für die Schichtqualität beim Auftragschweißen von Verschleiß- und Korrosionsschutzschichten. Diodenlaser stehen dabei in vielen Branchen als Ausdruck für die Zukunftsfähigkeit. Schon heute decken sie im Bereich Verschleiß- und Korrosionsschutz sehr unterschiedliche Anwendungen ab: zum Beispiel im Automotivebereich bei Ventilen, in der Erdölförderung bei Bohrkernen für Ölbohrungen auf Offshoreplattformen, im Bergbau bei Hydraulikzylindern sowie im Werkzeug- und Formenbau beim Reparaturschweißen.

Die Wirtschaftlichkeit fasergekoppelter Diodenlaser basiert auf einem äußerst hohen Wirkungsgrad. Das sorgt für eine hohe Effizienz der damit umgesetzten Prozesse. Beim Auftragschweißen mit keramischen Hartstoffpartikeln oder metallischem Pulver werden Diodenlaser üblicherweise mit einer Staubschutztechnik ausgestattet. So sind sie selbst bei hoher Staubbelastung nahezu wartungsfrei. Die Laserleistung liegt dabei im Bereich von 2000 bis 15.000 W. Die Montage von Beschichtungsköpfen unterschiedlicher Hersteller ist möglich.

Metallischer Heißdraht statt Pulver führt zu weiteren Verbesserungen

Von den Vorteilen der Diodenlaser profitiert das Auftragschweißen im besonderen Maße: Im Gegensatz zu konventionellen Auftragschweißverfahren werden ein zu hoher Wärmeeintrag und somit auch die daraus resultierenden Folgen vermieden wie Bauteilverzug, Grobkornbildung und mangelhafte Anbindung an den Bauteilwerkstoff (Substrat). Die Umstellung von Pulver- auf Heißdrahtbeschichtung erschließt dabei weitere Anwendungen bei Reparaturarbeiten – vor allem solche, bei denen Konturen und dreidimensionale Bauteilstrukturen erzeugt werden sollen, für die als Ausgangsprodukt Hartstoffpartikel oder metallisches Pulver nicht zulässig oder möglich sind.

Dazu kommen wirtschaftliche Vorteile, zum Beispiel eine bessere Ausnutzung des Schichtwerkstoffs (Füllmaterial) sowie eine höhere Energieeffizienz. Diesen Vorteilen stehen jedoch eine niedrigere Auftragsgeschwindigkeit, eine begrenzte Draht- und somit Bahnbreite im Vergleich zum Auftragschweißen mit Pulver gegenüber. Dennoch hat sich mithilfe der Heißdraht-Beschichtungsanlage die Kompletterneuerung der Antriebswellen auf unter drei Wochen verkürzt. Außerdem wurden die Beschichtungskosten auf ein Viertel der Kosten für typische keramische Verschleißschutzschichten reduziert. Die Anlageninvestition lag dabei auf dem Niveau eines konventionellen Auftragschweißverfahrens.

Den Ausschlag für die Kombination aus Heißdrahtbeschichtung und Diodenlaser bei der Reparatur von Antriebswellen gab letztendlich jedoch das zeitlich stabile und räumlich homogene Strahlprofil.

* Dr.-Ing. Andre Eltze ist Vertriebsleiter Europa bei der Laserline GmbH in 56218 Mülheim-Kärlich

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