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Zeitschriftenartikel:

C. F. Barbatti, J. Garcia, G. Liedl, A. Pyzalla:
"Joining of cemented carbides to steel by laser beam welding";
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 38 (2007), 11; S. 908 - 914.



Kurzfassung deutsch:
Das Schweißen von ungleichartigen Werkstoffen wie z. B. Stählen mit Hartmetallen und Cermets stellt eine erhebliche Herausforderung dar, u. a. infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und Wärmeleitfähigkeiten, welche die Bildung von Eigenspannungen zur Folge haben, sowie aufgrund der Bildung spröder intermetallischer Phasen. Das Laserstrahlschweißen von Hartmetallen/Cermets mit Stahl erscheint als attraktives komplementäres Verfahren zum üblicherweise verwendeten Löten, da es die Herstellung von Verbindungen mit höherer Präzision, höherer Geschwindigkeit sowie geringerem Wärmeeintrag erlaubt und die Verwendung eines Zusatzwerkstoffs nicht notwendig ist.
Gesinterte und nitrierte Hartmetalle/Cermets wurden mit einem Vergütungsstahl durch einen dreistufigen Laserstrahlschweißprozess, der eine Vor- und Nachwärmebehandlung enthält, verbunden. Das Gefüge und die mechanischen Eigenschaften der Verbindung wurden mittels Mikroskopie, Röntgendiffraktion, Mikrohärtemessungen und Biegversuchen charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass mit dem dreistufigen Laserstrahlschweißprozess riss- und porenfreie Verbindungen hergestellt werden konnten. Das Nitrieren der Hartmetalle/Cermets führte zu einer deutlichen Verringerung der Bildung spröder intermetallischer Phasen. Die mechanischen Eigenschaften der Stahl - Hartmetall/Cermet - Verbindungen sind vergleichbar mit den Eigenschaften entsprechender gelöteter Verbindungen.

Kurzfassung englisch:
Welding of dissimilar materials such as steel and cemented carbides (hardmetals, cermets) is particularly challenging e.g. because mismatches in their thermal expansion coefficients and thermal conductivities result in residual stress formation and because of the formation of brittle intermetallic phases. Laser beam welding of cemented carbides to steel appears as an attractive complementary technique to conventional brazing processes due to its high precision, high process speed, low heat input and the option of welding without filler.
Here a laser welding process including pre-heat treatment and post-heat treatment was applied successfully to joining as-sintered and nitrided hardmetals and cermets to low alloyed steel. The microstructure and mechanical properties of the welds are investigated by microscopy, X-ray diffraction, microhardness measurements, and bending tests. The results reveal that the three-step laser beam welding process produced crack-free and non-porous joints. Nitridation of the cemented carbides results in a significant reduction of the amount of brittle intermetallic phases. The mechanical properties of the joints are competitive to those of the conventional brazed steel-cemented carbide joints.


Elektronische Version der Publikation:
http://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_169246.pdf


Erstellt aus der Publikationsdatenbank der Technischen Universitšt Wien.