Simulation von Schweissprozessen
Die Gebrauchsfähigkeit eines geschweißten Bauteils wird maßgeblich durch die Nahteigenschaften, die Gefügeausbildung in der Wärmeeinflusszone, die Schweißeigenspannungen und den daraus resultierenden Schweißverzug beeinflusst. Diese Eigenschaften werden insbesondere durch die örtliche und zeitliche Temperaturverteilung im Werkstück bestimmt.
Die Simulation der Temperaturverteilung gestattet bereits im Vorfeld der schweißtechnischen Fertigung die Abschätzung qualitätssichernder Schweißparameter, der zu erwartenden Gefüge sowie der mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht. Dadurch lässt sich der experimentelle Aufwand bei der Erarbeitung qualitätsgerechter Schweißtechnologien senken.
Eine verlässliche Simulation erfordert die Berücksichtigung der wesentlichen Einflussgrößen, die in Abhängigkeit des speziellen Schweißverfahrens durch ein entsprechendes physikalisches Modell erfasst werden müssen. Bisherige Untersuchungen konzentrierten sich hierbei auf die Simulation der
- Schmelzbadgeometrie, Nahtausbildung und Temperaturverteilung beim MAG-Schweißen sowie die
- Temperaturverteilung und Nahtausbildung beim Laserstrahlschweißen unter Berücksichtigung der Schmelzbaddynamik und temperaturabhängiger Materialeigenschaften
- Entwicklung verfahrensspezifischer Mikromodelle und Einbindung in kommerzielle Programmsysteme.
Doynov, N.; Ossenbring, R.; Schmidt, J.; Michailov, V.: Utilization of Weld Pool Models in Thermal-Mechanical simulations. Mathematical Modelling of Weld Phenomena 8, ed. y. H. Cerjak, H.K.D. Bhadeshia and E. Kozeschnik, Graz (2007), 925-938.