Residual stress formation after re-contouring of
micro-plasma welded Ti 6Al 4 V parts by means of ball
end milling
Eigenspannungsprofile an mikroplasmageschweißten und
spanend rekonturierten Komponenten der Legierung Ti 6Al 4V
B. Denkena
1
, T. Grove
1
, A. Mu¨ cke
1
, D. Langen
2
, D. Nespor
1
, T. Hassel
2
During the regeneration of damaged components such as compressor blades, the
weld repair is followed by machining processes. Excess weld material is removed
in a cutting process in order to reproduce the final contour. Therefore, both proc-
esse have to be considered regarding the resulting surface and functional proper-
ties of the repaired component. In this study, bead on plate welds are produced on
10 mm Ti-6Al-4 V sheets using micro-plasma welding with different levels of weld-
ing current. They are subsequently re-contoured via ball end milling using tools of
different cutting edge radii. The residual stress depth profile is measured using X-
ray diffractometry. It is shown that the final residual stress depth profile is mainly
influenced by the milling process when machining with rounded cutting edges.
Keywords: Ball end milling / titanium / residual stress / welding / micro-plasma /
Ti 6Al 4V
Bei der Regeneration bescha ¨ digter Komponenten, wie Verdichterschaufeln, folgt
der schweißtechnischen Reparatur eine spanende Nachbearbeitung. U
¨
berschu ¨ ssi-
ges Material wird entfernt und die Endkontur wieder hergestellt. Um die resultieren-
de Oberfla ¨ chengu ¨ te sowie die funktionalen Eigenschaften der reparierten Kompo-
nente zu bewerten, mu ¨ ssen entsprechend die Einflu ¨sse des Fu ¨ geprozesses und
der spanenden Nachbearbeitung betrachtet werden. In dieser Studie werden Auf-
tragschweißungen mittels Mikroplasmaschweißen an Ti 6Al 4V hergestellt und
anschließend rekonturiert. Die Nachbearbeitung erfolgt spanend mittels Kugelkopf-
fra ¨ ser, wobei der Einfluss unterschiedlicher Schneidkantenverrundungen unter-
sucht wird. Durch ro ¨ ntgendiffraktometrische Messungen (XRD) werden im
Schweißnahtbereich die resultierenden Eigenspannungstiefenverla ¨ ufe aufgenom-
men. Die Ergebnisse zeigen, dass bei der Nachbearbeitung mittels Kugelkopffra ¨ ser
mit Schneidkantenverrundung die Einflu ¨ sse des Schweißprozesses auf den Eigen-
spannungstiefenverlauf vernachla ¨ ssigbar gering sind.
Schlu ¨ sselwo ¨ rter: Titan / Eigenspannung / Schweißen / Kugelkopffra ¨ ser /
Mikroplasma / Ti 6Al 4V
Corresponding author: D. Langen, Institute of Materi-
als Science, Leibniz Universita ¨ t Hannover (IW), An der
Universita ¨ t 2, 30823 GARBSEN, DEUTSCHLAND,
E-Mail: langen@iw.uni-hannover.de
1
Institute of Production Engineering and Machine
Tools (IFW), Leibniz Universita ¨ t Hannover, An der
Universita ¨ t 2, 30823 GARBSEN, DEUTSCHLAND
2
Institute of Materials Science, Leibniz Universita ¨t
Hannover (IW), An der Universita ¨ t 2, 30823 GARB-
SEN, DEUTSCHLAND
Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 2017, 48, 1034–1039 DOI 10.1002/mawe.201600743
1034
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