在堆焊时的细晶粒的产生的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于堆焊基底的方法，通过对于每个焊层来回地倾斜焊嘴，在定向凝固的结构的多层的材料构造中实现了非常细晶粒的结构。
【专利说明】在堆焊时的细晶粒的产生
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种特别是在定向凝固的结构上的激光堆焊，其中应实现细的球状的晶粒。
【背景技术】
[0002]在铸件中或者在焊缝中的过大的晶粒是不期望的。
【发明内容】
[0003]因此本发明的目的是解决上述问题。
[0004]所述目的通过根据本发明的一种用于堆焊基底的方法来实现，所述基底特别具有定向凝固的结构，其中焊嘴具有相对于所述基底的表面垂直线的与0°明显不同的角度，并且首先第一焊层在相对于所述表面垂直线的与0°不同的第一角度情况下生成，以及至少特别直接地跟随的第二焊层在相对于所述表面垂直线的与0°明显不同的角度和与所述第一角度明显不同的角度情况下生成。
[0005]在堆焊中，所期望的是，晶粒结构在每个被涂覆的层中发生改变，以至于这个结构在金相地准备的切片中可视为一种“棋盘状图案”。
[0006]在焊接每个层时下部部分外延地在基础材料上生长但是上部部分以不同的晶体学取向多晶地凝固，通过上述方式产生所述结构。在焊接下一个层时这个最近多晶地凝固的区域能开始再次熔化，以至于仅晶粒结构的上部的区域进一步生长。这个组织结构在焊接和紧接着的热处理时使得组织的裂纹倾向性变小，因为应力能够分散到多个小的晶界上。
[0007]为了产生这个结构，工艺参数(激光功率、激光束直径、粉末质量流、移动速度)被保持在极其窄的公差内。特别地，在移动速度增加时棋盘状图案越来越多地消失。
[0008]提出，在每个层后相对于表面垂直线交替地以优选30° +/-5°调整焊接束或者激光束和共轴的粉末供给。
[0009]熔化物相应地在激光束方向上由于温度梯度在熔池或者激光束的方向上凝固。通过优选在每个层后改变调整角，应分别开始新的晶粒生长，所述晶粒生长例如相应于层高。
[0010]在下文中列举了其它有利的措施，所述措施能够任意地彼此组合，以便实现其它的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]附图示出本发明的示意性的描述。
[0012]附图和描述仅代表实施例。
【具体实施方式】
[0013]附图示意性地示出在按层地涂覆到特别是具有定向凝固的结构的基底4上时的方法。
[0014]根据激光-堆焊仅被示例性地阐述本发明。
[0015]通过相应的焊嘴7，材料被涂覆到基底4上，所述基底优选具有定向凝固的结构。
[0016]在此激光或者激光束20的中心轴线具有相对于基底4的表面垂直线16的确定的、与0°和90°明显不同的第一角度α?。明显是指，这不涉及0°和90°角的公差。这个角度α I优选为30°。
[0017]在第一焊层13’被施加之后，焊嘴7在跟随的平面13’’中向另一侧倾斜，其中相对于表面垂直线的第二角度α 2在绝对值上是相同的角度，也就是说，α2=_α1或者360° -α?。
[0018]在附图中这示意性地通过在各个层13’，13’ ’，13’，，……中的箭头的不同取向示出，所述取向示出激光束20相对于基底4的取向。
[0019]焊层13’，13’’…的箭头优选位于示图平面中。
[0020]每个焊层13’，13’’……通过多个焊道形成。直接彼此堆叠的焊层13’和13’’或者13’ ’和13’ ’ ’的焊层13’，13’ ’，13’ ’ ’的焊道优选彼此平行地伸展。
[0021]对于每个其它的焊层13’’，焊接束相对于基底4的或者基础的焊层13’’，13’’’……的表面来回地倾斜优选继续进行。
[0022]优选在激光束法中应用所述方法。
[0023]定向凝固的衬底4优选由镍基的超合金制造并且具有单晶的或者柱形凝固的纵向晶粒，并且生成多晶的焊接部位。 [0024]通过所述方法，精细的结构在被构造的材料中产生并且不促进大的晶粒和小的晶粒之间的裂纹生长。
【权利要求】
1.一种用于堆焊基底(4)的方法， 所述基底特别具有定向凝固的结构， 其中焊嘴(7)具有相对于所述基底(4)的表面垂直线(16)的与0°明显不同的角度(α 1，α 2),并且 首先在相对于所述表面垂直线(16)的与0°不同的第一角度(α I)下生成第一焊层(13，)，以及 在相对于所述表面垂直线(16)的与0°明显不同的角度(α 2)和与所述第一角度(α?)明显不同的角度(α 2)下生成至少特别紧随的第二焊层(13’’)。
2.根据权利要求1所述的方法， 其中所述定向凝固的结构具有柱形凝固的结构。
3.根据权利要求1所述的方法， 其中所述定向凝固的结构具有单晶的结构。
4.根据权利要求1、2或3中一项或多项所述的方法， 其中使用激光堆焊。
5.根据权利要求1、2、3或4中一项或多项所述的方法， 其中相对于所述表面垂直线(16)的所述角度(α I)为30° +/-5°，特别是30°。
6.根据权利要求1、2、3、4或5中一项或多项所述的方法， 其中在相对于所述焊层(13’，13’’，…)的所述表面垂直线(16)的(360° -α I)的第二角度(α 2)下焊接所述第二焊层(13’ ’)。
7.根据权利要求1至6中一项或多项所述的方法， 其中所述焊嘴(7)总是交替地围绕所述表面垂直线(16)倾斜，特别是以绝对值相同的角度。
8.根据权利要求1至7中一项或多项所述的方法， 其中生成多晶的焊接部位。
9.根据权利要求1至8中一项或多项所述的方法， 其中直接地彼此堆叠的焊层(13’，13’ ’ ； 13’ ’，13’ ’ ’)的焊道彼此平行地伸展。
【文档编号】B23K26/342GK103920997SQ201410014279
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2013年1月11日
【发明者】贝恩德·布尔鲍姆, 托尔斯滕·乔基斯 申请人:西门子公司