| In vielen Bereichen der Technik,
speziell in der Medizintechnik, sind
stoffschlüssige Verbindungen zwischen
NiTi und anderen Werkstoffen
unerlässlich. Arbeiten zum
Schmelzschweißen von NiTi-FGL haben
gezeigt, dass durch Reaktionen mit der
Umgebung oder dem zu verschweißenden
Partner versprödende Phasen gebildet
werden, die die Festigkeit der Verbindung
stark herabsetzen. Wegen der kleinen
Bauteildimensionen ist das
Laserschweißen das werkstofftechnisch
interessanteste Verfahren für NiTi-FGL.
und steht daher im Fokus der
Untersuchungen. Die Versuche
werden mit einem gepulsten Nd:YAG
Festkörperlaser durchgeführt. Das Ziel
ist, neben der Herstellung artgleicher
NiTi/NiTi sowie artfremder NiTi/Stahl und
NiTi/PtIr Schweißverbindungen, die
Optimierung der Prozessparameter sowie
die vollständige Charakterisierung der
Fügezonen. Dabei steht das Erarbeiten
des Verständnisses für die
parameterabhängigen metallurgischen
Vorgänge in der Verbindungszone im
Mittelpunkt. Die Verbindungszonen werden
hinsichtlich ihrer mikrostrukturellen und
mechanischen Eigenschaften
charakterisiert sowie bezüglich der
Thermodynamik und Kinetik der beim
Laserschweißen auftretenden
Ausscheidungs- und
Interdiffusionsvorgänge analysiert.
Ergänzend werden mechanische Prüfungen
zur Bewertung der Schweißverbindungen
vorgenommen.
Der 2. Teil
des Projektes befasst sich mit dem
Schneiden von NiTi-FGL. In der
Formgedächtnistechnik nimmt das
Schneiden eine wichtige Rolle ein.
Derzeit wird im SFB459, neben den
mechanischen Trennverfahren, vornehmlich
die Elektroerosion eingesetzt, die für
reine NiTi-FGL gute Ergebnisse liefert.
Allerdings ist es nicht möglich, auf
diese Weise saubere Schnitte durch
Werkstoffverbunde NiTi/Polymer (B3) oder
NiTi/Graphit-Tiegel (C7) zu legen. Diese
Möglichkeit bietet das
Wasserstrahlschneiden, das daher
systematisch unter
ingenieurwissenschaftlichen
Gesichtspunkten als Fertigungsverfahren
für FGL untersucht wird. Die Vorteile
des Wasserstrahlschneidens beruhen
darauf, dass der Wasserstrahl in den
Schnittzonen keine thermische
Rückwirkung hinterlässt. Im Fokus der
Arbeiten werden somit einerseits die
Einflüsse der Bearbeitung auf die
Randzonen und andererseits
Parameterstudien zur Optimierung des
Verfahrens beim konturgenauen Trennen der
verschiedenen Verbunde stehen.
Als weiteres
Verfahren wird das Laserstrahlschneiden
betrachtet. Das Laserscheiden soll dabei
zur Vorbereitung der Fügeflächen
eingesetzt werden und hinsichtlich der
WEZ untersucht werden, mit dem Ziel,
neben dem Schweiß- auch das
Schneidverhalten der Legierungen
beurteilen zu können. Hier sollten sich
durch metallographische
Nachuntersuchungen sowohl für das
Trennen als auch für das Schweißen
schonende Laserparameter finden lassen.
Das Teilprojekt C5 gehört zudem zu
dem neuen interdisziplinären
Forscherteam “FG-Effekte in
Hochtemperatur FGL (NiTi-Hf/Zr/Pd)“.
Daher werden im dritten Jahr des
beantragten Förderzeitraums (2008)
Untersuchungen zur Schweißbarkeit der
ternären Legierungen durchgeführt.
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