Schweißsimulation

Die Schweißtechnik gehört zu den wichtigsten Fügetechniken in der Industrie. Bei der schweißtechnischen Fertigung von Bauteilen entstehen Verzug und Eigenspannungen, die die Einsatzeignung und Lebensdauer der Bauteile beeinträchtigen können. Starker Verzug behindert darüber hinaus die form und maßgenaue Bearbeitung und den Zusammenbau.

Heutiger Stand der Technik ist es, fertigungstechnische Maßnahmen vor, während und nach dem Schweißen (Konstruktion, Schweißparameter, Nachbehandlung) zu ergreifen, um geforderte Bauteileigenschaften sicher zu erreichen. Derartige Maßnahmen sind jedoch nur in begrenztem Umfang wirksam, können die Fertigung erheblich verteuern und beruhen nahezu ausschließlich auf individuellen praktischen Erfahrungen eines Herstellers.

Mit Hilfe moderner numerischer Methoden auf der Basis von Finiten Elementen (FE) und unter Verwendung fortgeschrittener Werkstoffmodelle ist es heute möglich, schweißtechnische Fertigungsschritte quantitativ zu beschreiben.

Kompetenz

Neben der Simulation der bewegten Wärmequelle zur Ermittlung der Temperaturverteilung im Bauteil entsprechend dem realen Schweißprozess, werden unter Berücksichtigung der Metallurgie des Aluminiumwerkstoffes auch Veränderungen des Gefügezustandes im Grundwerkstoff, in der Wärmeeinflusszone und im Schweißgut berechnet. Als Zielgrößen können neben anderen die Gefügeentwicklung, der Verzug und die Eigenspannungen von geschweißten Bauteilen als Funktion von Verfahrensparametern und Einspannbedingungen bestimmt werden. Für die industrielle Praxis besteht damit die Möglichkeit, die schweißtechnischen Fertigungsabläufe so zu optimieren, dass Verzug und Eigenspannungen der Bauteile minimiert und aufwendige Nachbehandlungen (Richten, Spannungsarmglühen) vermieden werden.

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