Dissimilar titanium and titanium aluminide joints manufactured by laser beam welding and laser additive manufacturing

Abstract

Durch die zunehmenden Anforderungen an Leichtbaukonstruktionen motiviert, ist das Ziel ungleichartige Ti- und γ-TiAl-Ti-Legierungs-Verbindungen aus Blechen rissfrei mittels Laserstrahlschweißen herzustellen. Dies wurde durch Vorheizen erreicht. Die Rissentstehung konnte der Mikrostruktur-Phasen-Entwicklung zugeordnet werden. Der Einfluss der Grenzfläche auf den Versagensort und die Zugeigenschaften wurde durch Zugversuche ermittelt. Zudem wurde das gewonnene Wissen bezüglich der Mikrostruktur-Phasen-Entwicklung an der Grenzfläche erfolgreich auf laserauftragsgeschweißte Strukturen übertragen und die Grenzen der Übertragbarkeit bezüglich der Rissbildung aufgezeigt. Folglich wurden die Grundlagen der Herstellung rissfreier γ-TiAl-Ti-Legierungs-Verbindungen erarbeitet.

Motivated by the increasing demands for lightweight constructions, the aim is to obtain crack-free dissimilar Ti- and γ-TiAl-Ti-alloy joints by focusing on laser beam welding as the joining method. This was successfully achieved by preheating and the crack formation could be correlated to the microstructure-phase evolution. Through tensile tests the influence of the dissimilar interface on the fracture position and tensile properties could be revealed. Extending the thesis, the gained knowledge regarding the microstructure-phase evolution at the interface could be successfully transferred to the laser metal dep-ositions. Besides, the limited transferability concerning the crack formation was demonstrated. Hence, the fundamentals for crack-free γ-TiAl-Ti-alloy joints and depositions were established.