在堆焊時的細(xì)晶粒的產(chǎn)生的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于堆焊基底的方法，通過對于每個焊層來回地傾斜焊嘴，在定向凝固的結(jié)構(gòu)的多層的材料構(gòu)造中實(shí)現(xiàn)了非常細(xì)晶粒的結(jié)構(gòu)。
【專利說明】在堆焊時的細(xì)晶粒的產(chǎn)生
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特別是在定向凝固的結(jié)構(gòu)上的激光堆焊，其中應(yīng)實(shí)現(xiàn)細(xì)的球狀的晶粒。
【背景技術(shù)】
[0002]在鑄件中或者在焊縫中的過大的晶粒是不期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此本發(fā)明的目的是解決上述問題。
[0004]所述目的通過根據(jù)本發(fā)明的一種用于堆焊基底的方法來實(shí)現(xiàn)，所述基底特別具有定向凝固的結(jié)構(gòu)，其中焊嘴具有相對于所述基底的表面垂直線的與0°明顯不同的角度，并且首先第一焊層在相對于所述表面垂直線的與0°不同的第一角度情況下生成，以及至少特別直接地跟隨的第二焊層在相對于所述表面垂直線的與0°明顯不同的角度和與所述第一角度明顯不同的角度情況下生成。
[0005]在堆焊中，所期望的是，晶粒結(jié)構(gòu)在每個被涂覆的層中發(fā)生改變，以至于這個結(jié)構(gòu)在金相地準(zhǔn)備的切片中可視為一種“棋盤狀圖案”。
[0006]在焊接每個層時下部部分外延地在基礎(chǔ)材料上生長但是上部部分以不同的晶體學(xué)取向多晶地凝固，通過上述方式產(chǎn)生所述結(jié)構(gòu)。在焊接下一個層時這個最近多晶地凝固的區(qū)域能開始再次熔化，以至于僅晶粒結(jié)構(gòu)的上部的區(qū)域進(jìn)一步生長。這個組織結(jié)構(gòu)在焊接和緊接著的熱處理時使得組織的裂紋傾向性變小，因為應(yīng)力能夠分散到多個小的晶界上。
[0007]為了產(chǎn)生這個結(jié)構(gòu)，工藝參數(shù)(激光功率、激光束直徑、粉末質(zhì)量流、移動速度)被保持在極其窄的公差內(nèi)。特別地，在移動速度增加時棋盤狀圖案越來越多地消失。
[0008]提出，在每個層后相對于表面垂直線交替地以優(yōu)選30° +/-5°調(diào)整焊接束或者激光束和共軸的粉末供給。
[0009]熔化物相應(yīng)地在激光束方向上由于溫度梯度在熔池或者激光束的方向上凝固。通過優(yōu)選在每個層后改變調(diào)整角，應(yīng)分別開始新的晶粒生長，所述晶粒生長例如相應(yīng)于層高。
[0010]在下文中列舉了其它有利的措施，所述措施能夠任意地彼此組合，以便實(shí)現(xiàn)其它的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖示出本發(fā)明的示意性的描述。
[0012]附圖和描述僅代表實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0013]附圖示意性地示出在按層地涂覆到特別是具有定向凝固的結(jié)構(gòu)的基底4上時的方法。
[0014]根據(jù)激光-堆焊僅被示例性地闡述本發(fā)明。
[0015]通過相應(yīng)的焊嘴7，材料被涂覆到基底4上，所述基底優(yōu)選具有定向凝固的結(jié)構(gòu)。
[0016]在此激光或者激光束20的中心軸線具有相對于基底4的表面垂直線16的確定的、與0°和90°明顯不同的第一角度α?。明顯是指，這不涉及0°和90°角的公差。這個角度α I優(yōu)選為30°。
[0017]在第一焊層13’被施加之后，焊嘴7在跟隨的平面13’’中向另一側(cè)傾斜，其中相對于表面垂直線的第二角度α 2在絕對值上是相同的角度，也就是說，α2=_α1或者360° -α?。
[0018]在附圖中這示意性地通過在各個層13’，13’ ’，13’，，……中的箭頭的不同取向示出，所述取向示出激光束20相對于基底4的取向。
[0019]焊層13’，13’’…的箭頭優(yōu)選位于示圖平面中。
[0020]每個焊層13’，13’’……通過多個焊道形成。直接彼此堆疊的焊層13’和13’’或者13’ ’和13’ ’ ’的焊層13’，13’ ’，13’ ’ ’的焊道優(yōu)選彼此平行地伸展。
[0021]對于每個其它的焊層13’’，焊接束相對于基底4的或者基礎(chǔ)的焊層13’’，13’’’……的表面來回地傾斜優(yōu)選繼續(xù)進(jìn)行。
[0022]優(yōu)選在激光束法中應(yīng)用所述方法。
[0023]定向凝固的襯底4優(yōu)選由鎳基的超合金制造并且具有單晶的或者柱形凝固的縱向晶粒，并且生成多晶的焊接部位。 [0024]通過所述方法，精細(xì)的結(jié)構(gòu)在被構(gòu)造的材料中產(chǎn)生并且不促進(jìn)大的晶粒和小的晶粒之間的裂紋生長。
【權(quán)利要求】
1.一種用于堆焊基底(4)的方法， 所述基底特別具有定向凝固的結(jié)構(gòu)， 其中焊嘴(7)具有相對于所述基底(4)的表面垂直線(16)的與0°明顯不同的角度(α 1，α 2),并且 首先在相對于所述表面垂直線(16)的與0°不同的第一角度(α I)下生成第一焊層(13，)，以及 在相對于所述表面垂直線(16)的與0°明顯不同的角度(α 2)和與所述第一角度(α?)明顯不同的角度(α 2)下生成至少特別緊隨的第二焊層(13’’)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中所述定向凝固的結(jié)構(gòu)具有柱形凝固的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中所述定向凝固的結(jié)構(gòu)具有單晶的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中一項或多項所述的方法， 其中使用激光堆焊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4中一項或多項所述的方法， 其中相對于所述表面垂直線(16)的所述角度(α I)為30° +/-5°，特別是30°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5中一項或多項所述的方法， 其中在相對于所述焊層(13’，13’’，…)的所述表面垂直線(16)的(360° -α I)的第二角度(α 2)下焊接所述第二焊層(13’ ’)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中一項或多項所述的方法， 其中所述焊嘴(7)總是交替地圍繞所述表面垂直線(16)傾斜，特別是以絕對值相同的角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一項或多項所述的方法， 其中生成多晶的焊接部位。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中一項或多項所述的方法， 其中直接地彼此堆疊的焊層(13’，13’ ’ ； 13’ ’，13’ ’ ’)的焊道彼此平行地伸展。
【文檔編號】B23K26/342GK103920997SQ201410014279
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】貝恩德·布爾鮑姆, 托爾斯滕·喬基斯 申請人:西門子公司