| In der vorliegenden Studie sollte ein Vergleich
der mechanischen Festigkeit von gelöteten und verschiedenartig zusammen
gelaserten Prüfkörpern aus einer Palladiumbasis-Legierung vor
und nach sechsmonatiger chemischer Belastung vorgenommen werden. Im Vakuum-Druck-Guss-Verfahren
sind 80 DIN- gerechte Prüfkörper aus der Palladiumbasis-Legierung
BegoPal® 300 hergestellt worden. 3 der 10 Serien entstanden aus 5-mal
vergossenem Altmetall, die restlichen aus reinem Neumetall. Nach visueller
Überprüfung der Prüfkörper erfolgte das Trennen und
Zusammenfügen für das jeweils zu testende Fügeverfahren.
Serie 3 und 4 (beide aus Neumetall) wurden mit Hilfe von Flamme und Lot
zusammengelötet, Serie 5 und 6 aus Neumetall wurden Stoß auf Stoß unter Verwendung eines
Lasers sowie in Vorversuchen festgelegter Laserparameterkombinationen
von 0,6 mm Fleckdurchmesser, einer Spannung von 310 V sowie einer Impulsdauer
von 11,5 ms verschweißt. Die Serien 7 und 8 wurden genauso verschweißt
wie Serie 5 und 6, sie bestanden jedoch aus Altmetall. Für die Serien
9 und 10 aus Neumetall, die wie alle übrigen Serien mittig getrennt,
aber noch zusätzlich dachfirstartig abgeflacht wurden, wurde zum
Zusammenfügen eine Lehre sowie Zulegematerial verwendet. Die Laserparameter
wurden für diesen Fügevorgang nicht verändert. Von allen
Serien erfolgte eine durch Mikrohärteeindruck nach VICKERS mit 10
Messpunkten festgelegte EDX-Analyse an der Fügezone, anschließend
eine Einlagerung der Serien 4, 6 ,8 und 10 für 6 Monate in Kunstspeichel
sowie ein erneuter EDX-Analyse-Vorgang nach chemischer Belastung. So wurden
100 EDX-Messwerte erstellt. Im Zugversuch nach DIN EN 10002: 1991 sind
zunächst die ungefügten Serien 1 (Neumetall) und 2 (Altmetall),
ohne chemische Belastung erfahren zu haben, auf ihre Zugfestigkeit überprüft
worden. Es sind so Vergleichswerte für die zu testenden Fügemethoden
erstellt worden. Mittelwertig ergaben sich Zugfestigkeitswerte von 829
MPa und 838 MPa für die Serien 1 und 2. Die gelöteten Serien
erreichten davon 42 % (349 ± 64 MPa) bzw., nach Einlagerung in
Kunstspeichel,
40 % der Zugfestigkeit der Serie 1. Alle gelöteten Prüfkörper
rissen in der Lotnaht. Die Serien 5 und 6 aus Neumaterial erreichten sowohl
vor als auch nach Einlagerung in Kunstspeichel mit 77 % - 82 % sehr gute
Zugfestigkeitergebnisse. Ebenso die mit Zulegematerial gelaserten Prüfkörper,
die 78 % vor und 69 % nach chemischer Belastung erreichen. Die lichtmikroskopischen
Untersuchungen der im Zugversuch entstandenen Bruchflächen zeigten
lunkerige Oberflächen der gelöteten Serien, jedoch keine Korrosionserscheinungen.
Bei den gelaserten Prüfkörpern zeigten sich Gaslunker sowie
teilweise unvollständig durchschweißte Zonen. Es konnten jedoch
auch homogene Oberflächen gefunden werden. Die Zugfestigkeit wurde
trotz Gaslunker im Vergleich zu homogenen Oberflächen nicht wesentlich
erniedrigt. Alle gelaserten Prüfkörper rissen jedoch auch in
der Fügezone. Die durchgeführte EDX-Analyse zeigte bei den gelaserten
Prüfkörpern nach der Einlagerungszeit so gut wie keine Veränderung
der Haftoxide an der Probenoberfläche. Die Elementverteilung auf
den gelöteten Oberflächen wies schon vor chemischer Belastung
erhebliche Unterschiede im Vergleich zu den ungefügten Prüfkörpern
auf. Festgestellt werden konnte, dass keine der ausgewählten Fügemethoden
unter den für gelötete Prüfkörper geforderten 350
MPa für Zugfestigkeit lag. In Bezug auf die Zugfestigkeit ist das
Lasern, und hier vor allem das Stoß auf Stoß Lasern, dem Löten
vorzuziehen, da auch bei unroutiniertem Gebrauch mit einem Laser höhere
und nicht nur der Norm zu erfüllende Zugfestigkeitsergebnisse erzielt
werden.
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