Qualifizierung und technisch-wirtschaftliche Bewertung von Hochleistungsverschleissschutzsystemen zum Einsatz unter feina

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 2017 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: cum laude, Technische Universität Clausthal (Institut für Schweisstechnik und Trennende Fertigungsverfahren (ISAF)), Veranstaltung: Promotion, Sprache: Deutsch, Abstract: Zum Schutz vor abrasivem und erosivem Verschleiss gewinnt das Auftragschweissen immer mehr an Bedeutung, da mit verschleissbedingtem geplanten sowie ungeplanten Ausfall entsprechend verschleissbeanspruchter komplexer Maschinen und Grossanlagen ein hoher volkswirtschaftlicher Verlust einhergeht. Für die Herstellung kostengünstiger Verschleissschutzpanzerungen haben sich als robuste Beschichtungsverfahren vor allem Metall-Schutzgas- (MSG-) und OpenArc- (OA-)Schweissprozesse etabliert [Pen08]. Mit diesen Verfahren werden üblicherweise Aufmischungsgrade von ca. 20-30 % erzielt, wobei im Regelfall die Schichtqualität mit zunehmender Aufmischung sinkt. Eine technisch-wirtschaftliche Zielstellung ist es daher, ein preiswertes MSG-Verfahren mit einem reduzierten erzielbaren Aufmischungsgrad zu kombinieren.Insbesondere hochfeste Strukturbauteile konnten bisher nicht ohne einen massiven Verlust ihrer spezifischen Werkstoff- und Festigkeitseigenschaften in einem einstufigen Prozess schweisstechnisch beschichtet werden. In dieser Arbeit soll deshalb eine technologische Entwicklung der Beschichtungsprozesse in Abhängigkeit der Grund- und Zusatzwerkstoffeigenschaften sowie unter Berücksichtigung des späteren Einsatzzwecks erfolgen. Hierfür werden ausgewählte fülldrahtbasierte Hartlegierungen mit einem GKLB-Verfahren verarbeitet und anschliessend metallografisch sowie tribosystemgerecht verschleisstechnisch qualifiziert und die Art des Werkstoffversagens dargestellt. Da GKLB-Prozesse in Hinsicht auf die Schweissprozessbedingungen besondere Anforderungen an die schweisstechnisch zu verarbeitenden Fülldrähte stellen, wird ausserdem die Entwicklung spezieller Fülldrahtelektroden zur Herstellung von Verschleissschutzschichten