{"id":4355,"date":"2025-10-06T09:55:02","date_gmt":"2025-10-06T09:55:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/?p=4355"},"modified":"2026-05-17T10:31:36","modified_gmt":"2026-05-17T10:31:36","slug":"uberblick-uber-die-laserauftragschweistechnologie-bei-der-reparatur-von-kurbelwellen-in-dieselmotoren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/overview-of-laser-cladding-technology-in-diesel-engine-crankshaft-repair\/","title":{"rendered":"\u00dcberblick \u00fcber die Technologie des Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfens in der Kurbelwellenreparatur von Dieselmotoren"},"content":{"rendered":"

Abstrakt<\/strong>
In diesem Beitrag werden die grundlegenden Prinzipien, die Prozessmerkmale und die spezifischen Anwendungen der Laserstrahl-Auftragschwei\u00dftechnologie bei der Reparatur von Dieselmotor-Kurbelwellen vorgestellt. Am Beispiel der Reparatur des aktiven Getriebewellenhalsverschlei\u00dfes in der Kurbelwelle des Schiffsdieselmotors G6190ZLLCZZ-3R wird der gesamte Prozess detailliert beschrieben, einschlie\u00dflich der Datenerfassung, der Fehlererkennung, der Vorw\u00e4rmbehandlung, des Laserauftragschwei\u00dfens, der W\u00e4rmeisolierung und K\u00fchlung, der anschlie\u00dfenden Bearbeitung, des Polierens, der Reinigung und der Qualit\u00e4tspr\u00fcfung. Das Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen bietet Vorteile wie eine niedrige Verd\u00fcnnungsrate, eine hohe Haftfestigkeit und eine minimale thermische Verformung, so dass es sich f\u00fcr die Reparatur von hochpr\u00e4zisen, hochbelasteten Bauteilen wie Kurbelwellen eignet und ein ausgezeichnetes wirtschaftliches und wirtschaftliches Potenzial aufweist.<\/p>\n\n\n\n

1. Einleitung<\/strong>
Dieselmotoren sind als effiziente Antriebsaggregate in Schiffsantrieben und Stromerzeugungssystemen weit verbreitet. Die Kurbelwelle ist das Kernst\u00fcck eines Dieselmotors. Sie wandelt die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung um und \u00fcbertr\u00e4gt das Drehmoment \u00fcber das aktive Getriebe auf Nebenaggregate wie die Kraftstoffpumpe und die \u00d6lpumpe. Bei l\u00e4ngerem Betrieb sind Kurbelwellen anf\u00e4llig f\u00fcr Verschlei\u00df, insbesondere am Wellenhals des Aktivgetriebes, was ein hohes Ma\u00df an Reparaturpr\u00e4zision erfordert und hohe Kosten verursacht. Das Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen ist ein Verfahren zur Oberfl\u00e4chenveredelung, bei dem ein Laserstrahl das Auftragschwei\u00dfmaterial und die Substratoberfl\u00e4che zum Schmelzen bringt und anschlie\u00dfend schnell erstarrt, um eine metallurgische Verbindung herzustellen. Dieses Verfahren bietet mit seiner dichten Beschichtung, der starken Bindungskraft und der breiten Materialanwendbarkeit einen neuen Weg f\u00fcr die Kurbelwellenreparatur.<\/p>\n\n\n\n

2. Verfahren und Merkmale der Laserstrahl-Auftragschwei\u00dftechnologie<\/strong>
Es gibt zwei Arten von Laserstrahl-Auftragsschwei\u00dfverfahren: das vorgelagerte und das synchrone Verfahren. Beim Pre-Deposition-Verfahren wird das Beschichtungsmaterial vor dem Schmelzen mit dem Laser auf die Substratoberfl\u00e4che aufgebracht, w\u00e4hrend beim Synchronverfahren das Material w\u00e4hrend der Laserbestrahlung zugef\u00fchrt wird, in der Regel in Pulver- oder Drahtform. Die Technologie weist die folgenden Merkmale auf:<\/p>\n\n\n\n

Schnelle Abk\u00fchlgeschwindigkeit (bis zu 10\u2076 K\/s), die die Bildung feiner Kristallstrukturen f\u00f6rdert.<\/p>\n\n\n\n

Geringe Verd\u00fcnnungsrate (<5%) und metallurgische Verbindung mit dem Substrat.<\/p>\n\n\n\n

Minimaler W\u00e4rmeeintrag, wodurch die Verformung des Werkst\u00fccks kontrolliert werden kann.<\/p>\n\n\n\n

Eine gro\u00dfe Auswahl an Plattierwerkstoffen, die das Plattieren von hochschmelzenden Legierungen auf niedrigschmelzenden Substraten erm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n

Ein breiter Bereich von Verkleidungsdicken (0,2-2,0 mm), ideal f\u00fcr \u00f6rtliche Reparaturen.<\/p>\n\n\n\n

Der Prozess l\u00e4sst sich leicht automatisieren.<\/p>\n\n\n\n

3. Sammlung und Vorverarbeitung von Originaldaten der Kurbelwelle<\/strong>
Die zu reparierende Kurbelwelle besteht aus dem Werkstoff QT800-2A, und am Wellenhals des aktiven Getriebes wurde Verschlei\u00df festgestellt (Abschnitt BC in Abbildung 2). Der Au\u00dfendurchmesser des Wellenhalses wurde gemessen und es wurde festgestellt, dass er von der Standardgr\u00f6\u00dfe (\u00d81100.180.200.180.20 mm) abweicht und eine ungleichm\u00e4\u00dfige Abnutzung aufweist. Farbeindringpr\u00fcfungen und Ultraschalluntersuchungen best\u00e4tigten, dass die Oberfl\u00e4che keine Risse oder andere Defekte aufwies. Die Originalh\u00e4rte des Wellenhalses wurde mit HRC43 gemessen. Der Wellenhals wurde dann auf \u00d8109,50 mm gedreht, um Rundheits- und Zylindrizit\u00e4tsabweichungen zu beseitigen und ihn f\u00fcr die Beschichtung vorzubereiten.<\/p>\n\n\n\n

4. Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfverfahren<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Vorw\u00e4rmen<\/strong>: Die Kurbelwelle wird auf eine Drehbank gelegt und langsam gedreht, wobei ein Ofen verwendet wird, um die Reparaturstelle gleichm\u00e4\u00dfig auf 250 \u00b0C zu erhitzen.<\/p>\n\n\n\n

Reparatur der Fassade<\/strong>: Ein Halbleiterlaser wird mit einem Draht aus einer Eisenlegierung f\u00fcr das synchrone Beschichten eingesetzt. W\u00e4hrend des Prozesses sorgt eine strenge Kontrolle des Temperaturgradienten daf\u00fcr, dass sich die Plattierungsschicht metallurgisch mit dem Substrat verbindet, ohne Risse oder Porosit\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4rmed\u00e4mmung<\/strong>: Nach dem Verkleiden wird die Reparaturstelle mit W\u00e4rmed\u00e4mmwatte abgedeckt und 30 Minuten lang gehalten, bevor sie auf Raumtemperatur abgek\u00fchlt wird.<\/p>\n\n\n\n

Messung<\/strong>: Die Gr\u00f6\u00dfe des Wellenhalses nach dem Plattieren betr\u00e4gt ca. \u00d8112,10 mm, mit einer Plattierungsschichtdicke von ca. 1,3 mm und 0,95 mm Material f\u00fcr die Bearbeitung. Die H\u00e4rte des Reparaturbereichs wurde auf HRC47 erh\u00f6ht.<\/p>\n\n\n\n

5. Bearbeitung nach dem Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Bearbeitung<\/strong>: Die Oberfl\u00e4che der Verkleidung wird durch Drehen auf \u00d8110,50 mm gegl\u00e4ttet.<\/p>\n\n\n\n

Schleifen<\/strong>: Das Endma\u00df wird auf \u00d8110,20 mm geschliffen, um die Anforderungen an die Presspassung mit dem Getriebe zu erf\u00fcllen.<\/p>\n\n\n\n

Keilnutverstellung<\/strong>: Die Nutbreite wird von 22,7 mm bis 24 mm und die Tiefe von 4,6 mm bis 5 mm gefr\u00e4st.<\/p>\n\n\n\n

Berechnung der St\u00e4rke<\/strong>: Ausgehend von der Nennleistung des Dieselmotors von 440 kW und einer Drehzahl von 1300 U\/min wurde die Torsionsschubspannung an der Reparaturstelle auf 7,39 MPa berechnet, was unter der zul\u00e4ssigen Spannung des Materials von 256 MPa liegt und die Betriebsanforderungen erf\u00fcllt.<\/p>\n\n\n\n

Polieren und Reinigen<\/strong>: Die Reparaturstelle wird mit gr\u00fcner Polierpaste poliert und mit einem Reinigungsmittel ges\u00e4ubert.<\/p>\n\n\n\n

Inspektion<\/strong>: Die Reparaturstelle wurde mit Farbeindringverfahren und Ultraschall gepr\u00fcft, wobei keine M\u00e4ngel festgestellt werden konnten.<\/p>\n\n\n\n

6. Schlussfolgerung<\/strong>
Die Technologie des Laserstrahl-Auftragschwei\u00dfens als effizientes und zuverl\u00e4ssiges Verfahren zur Oberfl\u00e4chenreparatur weist bei der Instandsetzung von Schl\u00fcsselkomponenten wie Kurbelwellen erhebliche Vorteile auf. In diesem Beitrag wird ein konkreter Reparaturfall vorgestellt, der die Wirksamkeit der Technologie bei der Wiederherstellung der Abmessungen und der Verbesserung der Oberfl\u00e4cheneigenschaften belegt, wobei sie auch wirtschaftlich tragf\u00e4hig ist. Mit der Entwicklung der Lasertechnologie wird ihre Anwendung in der Schiffsreparatur und -herstellung voraussichtlich erheblich zunehmen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

AbstractThis paper introduces the basic principles, process characteristics, and specific applications of laser cladding technology in diesel engine crankshaft repair. Taking the repair of the active gear shaft neck wear in the G6190ZLLCZZ-3R marine diesel engine crankshaft as an example, the entire process is detailed, including data collection, flaw detection, preheating treatment, laser cladding, thermal […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":4352,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[6,3],"tags":[101],"table_tags":[],"class_list":["post-4355","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-cases","category-blog","tag-michael-shea"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4355","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4355"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4355\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5124,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4355\/revisions\/5124"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4352"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4355"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4355"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4355"},{"taxonomy":"table_tags","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.greenstone-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/table_tags?post=4355"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}