Kombiniertes Laserstrahlschweißen und Laserstrahl-Pulver-Auftragschweißen von nichtrostenden Stählen zum Schutz vor interkristalliner Korrosion

Ferritische nichtrostende Stähle neigen durch die Diffusionsgeschwindigkeiten innerhalb des kubischraumzentrierten Gitters beim Schmelzschweißen zur Ausscheidung von Karbiden und Nitriden an den Korngrenzen, wodurch die chemische Beständigkeit reduziert und interkristalline Korrosion initiiert werden kann. Im Stand der Technik verfügbare Gegen-maßnahmen sind mit erhöhten Fertigungskosten assoziiert und ändern die Eigenschaften der betreffenden Komponente typischerweise global, obgleich nur ein örtlich vergleichsweise kleiner Bereich in der Korrosionsbeständigkeit herabgesetzt ist. Die im Beitrag vorgestellte Untersuchung dokumentiert daher die Nutzung des lokal anwendbaren Laserstrahl-Pulver-Auftragschweißens zum Schutz von Schweißnähten ferritischer nichtrostender Stähle vor interkristalliner Korrosion. Hierzu wurden Bleche der ferritischen Stähle der Werkstoffnummer 1.4016 und 1.4510 zunächst im artgleichen Stumpfstoß mittels Faserlaser ohne Zusatzwerkstoff verschweißt und nachträglich mittels Laserstrahl-Pulver-Auftragschweißen beschichtet. Die mikrostrukturelle Entwicklung der beschichteten Schweißnähte wurde über geätzte Mikroschliffe bewertet, während die Ein-flüsse des Beschichtungsprozesses auf die Korrosionsbeständigkeit durch den Strauß-Test in siedender Schwefelsäurelösung evaluiert wurden. Um die Verfahrenskombination aus Laserstrahlschweiß- und Laserstrahlauf-tragschweißprozess im Hinblick auf die aufgeprägten Temperaturzyklen abbilden zu können, wurde ein Koaxial-Induktionssystem zur Substraterwärmung auf diskrete Niveaus genutzt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Nutzung des Laserstrahl-Pulver-Auftragschweißens einen positiven Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit der beiden untersuchten Stähle besitzt. Während interkristalline Korrosion an Schweißnähten des Stahls 1.4510 vollständig unterbunden werden kann und diese ebenfalls insensitiv gegenüber Restwärme aus einem vorgelagerten Schweißprozess sind, bildet sich beim unstabilisierten ferritischem Stahl 1.4016 ein korrosiver Angriff entlang der sekundären Wärmeeinflusszone des Beschichtungsprozesses aus. Gleichsam wird der Fortschritt der Korrosion entlang des Blechquerschnitts hierdurch gegenüber dem unbeschichteten Zustand verlangsamt.