In this investigation, the fabrication of functionally graded structures of SS316L to Ni-based alloys were studied, using the novel technique 3D plasma metal deposition. Two Ni-based alloys were used, a heat resistance alloy Ni80-20 and the solid-solution strengthened Ni625. Different configurations were analyzed, for the Ni80-20 a hard transition and a smooth transition with a region of 50% SS316L/50% Ni80-20. Regarding the structures with Ni625, a smooth transition configuration and variations in the heat input were applied. The effect of the process parameters on the geometry of the structures and the microstructures was studied. Microstructure examinations were carried out using optical and scanning electron microscopy. In addition, microhardness analysis were made on the interfaces. In general, the smooth transition of both systems showed a gradual change in the properties. The microstructural results for the SS316L (both systems) showed an austenite matrix with δ-phase. For the mixed zone and the Ni80-20 an austenite (γ) matrix with some M7C3 precipitates and laves phase were recognized. The as-built Ni625 microstructure was composed of an austenite (γ) matrix with secondary phases laves and δ-Ni3Nb, and precipitates M7C3. The mixed zone exhibited the same phases but with changes in the morphology.

In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, wie sich instationäre Plasma- und Fördergasvolumenströme nutzen lassen, um den Plasma-Pulver-Auftragschweißprozess in seiner Gesamtheit zu beeinflussen. Dabei wurden die Veränderungen in der Lichtbogencharakteristik, der Pulverzuführung und insbesondere dem Schmelzbad analysiert und in einem theoretischen Prozessmodell zusammengefasst. Die gewonnenen Ergebnisse und die aufgezeigten Wirkzusammenhänge konnten in der Folge dazu genutzt werden, die Hartstoffverteilung in Pseudolegierungen und den mikrostrukturellen Aufbau geschweißter konventioneller Hartschichten zu modifizieren. / In the present studies it is examined, how unsteady gas flows can be used to modify the plasma transfer arc welding process in its entirety. In the first step it was analysed in which different ways non-steady-state plasma and transport gas flows influence the arc characteristics, the powder transport and the melt bead properties. With the obtained results a theoretical model was developed, to describe the observed behaviours and understand the coherences. Subsequently the preliminary findings were used to alter the distribution of tungsten-carbide in a welded hardface composite coating and to modify the microstructure of a conventional alloy welded with the plasma transfer arc process.

Gegenstand der Dissertationsschrift ist eine Darstellung des gegebenen Wissensstandes zum Scherschneiden anhand der Literatur, mit einer Einordnung des Schrägschneidens. Auf dieser Grundlage erfolgt eine Verfahrens- und Prozeßbeschreibung des Schrägschneidens, als Variante des Scherschneidens, insbesondere eine Untersuchung des auftretenden Verschleisses. Es wird die Anwendung des Laser-Pulver-Auftragschweißen an Schneidwerkzeugen zur Verschleißminimierung erprobt und bewertet.:1. Einleitung 2. Systematisierung von Profilen und Rohren 3. Herstellung von Profilen und Rohren 3.1. Fertigung von Profilen und Rohren 3.2. Trennen von Profilen und Rohren 4. Zerteilen – Stand der Technik 4.1. Systematik der Zerteilverfahren 4.2. Scherschneiden von Feinblechen 4.2.1. Schneidspalt und Schnittflächenqualität 4.2.2. Schneidkraft Scherschneiden im vollkantigen Schnitt Scherschneiden im kreuzenden Schnitt, Schrägschneiden 4.2.3. Werkzeugverschleiß 4.2.4. Schneidgeschwindigkeit 4.3. Beschichtungen an Werkzeugen zum Schneiden 5. Zielstellung und Inhalt der Arbeit 6. Scherschneiden von Leichtbauprofilen und –rohren 6.1. Schneidvorgang 6.2. Werkzeugaufbau 6.3. Auslegung von Scherschneidwerkzeugen für Leichtbauprofile und –rohre 6.4. Versuche zum Scherschneiden mit Schneidmessern von Leichbauprofilen und –rohren 6.4.1. Schneidspalt und Schnittflächenqualität 6.4.2. Schneidkraft und Schneidkraftverlauf 6.4.3. Werkzeugverschleiß 7. Laser-Pulver-Auftragsschweißen hartstoffverstärkter Verschleißschutz- schichten auf Schneidflächen von Schneidmessern 7.1. Laser-Pulver-Auftragschweißen 7.2. Werkstoffe 7.2.1. Grundmaterial 7.2.2. Zusatzwerkstoffe/Hartstoffe 7.2.3. Versuche zum Laser-Pulver-Auftragschweißen an Schneidflächen von Schneidmessern 7.3. Versuche zum Schrägschneiden mit hartstoffverstärkten Verschleißschutzschichten 8 Vergleich und Bewertung der Beschichtungssysteme 9. Zusammenfassung und Ausblick Anhang Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis