Löttechnologie

 

Entwicklung innovativer Tapes, gesinterter Formteilen und von Prozessparametern für das Reparaturlöten hochbeanspruchter Komponenten von Gasturbinen

Kurzbeschreibung:

Das Ziel des Forschungsprojektes ist es, fehlstellen- und schrumpfungsarme Green Tapes und Presintered Preforms auf Ni- und Co-Basis zu entwickeln. Parallel soll ein angepasstes Verfahren zum Reparaturlöten von Turbinenkomponenten abgeleitet werden, das sowohl die Applikationsmethode der Preforms und Tapes sowie neuartige Ansätze für die Prozessparameter umfasst. Ausgangspunkt ist die Untersuchung des Einflusses der Korngrößenverteilung von Lot- und Additivpulvern, die zur Herstellung der Tapes und Preforms eingesetzt werden. Poster EFRE-0801003

Förderinstitution:	Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Projektnummer:	EFRE-0801003
Laufzeit:	01.06.2017 bis 31.05.2019

 

Optimierung von Hartmetall-Stahl-Lötverbindungen hinsichtlich Festigkeit, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit durch Verbesserung der Prozesskontrolle beim Induktionslöten

Kurzbeschreibung:

Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Temperaturführung beim Induktionslöten zu verbessern und somit die Reproduzierbarkeit und Qualität der Fügeverbindung zu erhöhen. Infolge der Verflüssigung des Lotes und des Absackens des oberen Substrates kommt es im Lötprozess zu Geometrie- und Kraftänderungen am Bauteil. Mit hochauflösenden Kraft- und Wegsensoren kann das Absacken des Substrates beim Aufschmelzen des Lotes detektiert werden. Mithilfe der zusätzlichen Messdaten kann somit eine Steuerung entwickelt werden, die neben der Oberflächentemperatur den Lotzustand berücksichtigt. Dadurch ist es möglich, viele Störgrößen, wie zum Beispiel den Einfluss der Bauteilgeometrie, die Heizrate oder auch die Wärmeleitung, zu vernachlässigen und qualitativ hochwertige Bauteile mit reproduzierbarer Festigkeit herzustellen. Poster 19.201 N

Förderinstitution:	Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ (AiF)
Projektnummer:	19.201 N
Laufzeit:	01.01.2017 bis 30.06.2019

 

Netzwerk zur Entwicklung und Qualifizierung wirkungsgraderhaltener Schutzschichten gegen Erosion und Korrosion bei Turbinenlaufschaufeln in Dampfturbinen, Gasturbinen und Kompressoren – Coat4Turbine.NRW.

Kurzbeschreibung:

Das Hauptziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung von Erosions- und Korrosionsschutzschichten, die dem Erhalt wirkungsgradoptimaler Konturen und der Lebensdauerhöhung von rotierenden Dampfturbinen- und Kompressorlaufschaufeln dienen. Innovative Beschichtungskonzepte werden entwickelt, hergestellt, geprüft und auf industrienahe Bauteile appliziert. In dem Bereich der Löttechnologie wird das Unterziel verfolgt, Ni- bzw. Fe-Basis-Beschichtungen mit verschiedenen Hartstoffanteilen für Dampfturbinenschaufeln aus X12CrNiMo12-Stahl als Schutz gegen Tropfenerosion und Korrosion zu evaluieren. Durch die Applikation der Schutzschichten wird ein dauerhafter hoher Wirkungsgrad, eine gesteigerte Life-Cycle-Efficiency, aber vor allem eine enorme CO₂-Einsparung erreicht. Poster EFRE-0801003

Förderinstitution:	Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)
Projektnummer:	EFRE-0801003
Laufzeit:	23.03.2018 bis 22.03.2021

 

Einfluss der Fest-Flüssig-Reaktionen im Lötspalt auf Lötguteigenschaften und Präzision

Kurzbeschreibung:

Das Ziel des Projekts ist es, den Anteil der intermetallischen Phasen im Lötgut und die Auswirkungen einer Wärmebehandlung des Grundwerkstoffs beim Fügen von Warmarbeits­stählen mit Nickelbasisloten zu reduzieren und damit die mechanischen und thermischen Eigenschaften des Fügeverbunds zu verbessern. Das soll u. a. durch eine Reduktion des Kornwachstums des Grundwerkstoffs durch eine angepasste Temperatur­führung sowie stromunterstützt beschleunigte und gerichtete Diffusion während des Lötprozesses erreicht werden. Poster SFB 1120 – Teilprojekt A5

Förderinstitution:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektnummer:	SFB 1120 – Teilprojekt A5
Laufzeit:	01.07.2018 bis 30.06.2022

 

Fe-amorph - Simulationsgestütztes Werkstoffdesign von Fe-basierten amorphen Lotfolien

Kurzbeschreibung:

Die stetig wachsenden Anforderungen im Maschinenbau erfordern neue Legierungskonzepte für Lote mit immer höheren Ansprüchen in Bezug auf die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit. Der Einsatz amorpher Lotfolien beim Hartlöten von Stahl bietet im Vergleich zu den herkömmlichen Lotpasten einige Vorteile. Zum einen sind die mittels Melt‑Spinning hergestellten Folien flexibel und können besser an die zu lötende Bauteilgeometrie angepasst werden, zum anderen ist die Umweltbelastung geringer, da im Vergleich zu Lotpasten- und Pulvern keine organischen Binder notwendig sind. Häufig werden für amorphe Lotfolien Ni-Basislegierungen eingesetzt. Aufgrund der hohen Rohstoffpreise für Nickel, bietet ein Fe-basierter Lotwerkstoff jedoch wirtschaftliche Vorteile. Bei der Legierungsentwicklung ist zu berücksichtigen, dass eine amorphe Erstarrung der Lotfolien angestrebt wird, da diese einer Versprödung entgegenwirkt. Die GFA (engl. glass forming ability) ist dabei eine wichtige empirische Kenngröße zur Beschreibung der Neigung einer metallischen Schmelze zur amorphen Erstarrung. Die experimentelle Bestimmung der GFA und die darauf abgestimmte Legierungsoptimierung ist äußerst kosten- und zeitaufwändig. Grund hierfür ist, dass es sich bei den zu untersuchenden Legierungen um mehrkomponentige Systeme handelt. Ein simulationsgestütztes Werkstoffdesign mit der CALPHAD-Methode (calculation of phase diagrams) soll helfen, vielversprechende Legierungszusammensetzungen in Bezug auf die GFA-Neigung zu identifizieren. Die Ergebnisse der Simulation sollen anschließend experimentell validiert werden. Das Legierungsdesign kann somit zukünftig durch die numerische Berechnung unterstützt werden.

Förderinstitution:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektnummer:	BO 1979/80-1
Laufzeit:	Voraussichtlich: 01.08.2021-31.07.2023