Die Hauptanliegen dieser Arbeit bestehen darin, den Einsatz der Schweißstruktursimulation durch eine Reduzierung des werkstoffbezogenen Modellierungsaufwandes zu fördern und einen Beitrag zum Verständnis der Anwendung von hochfesten hochlegierten Zusatzwerkstoffen beim Verschweißen hochfester, niedriglegierter Feinkornbaustähle zu liefern. Im Fokus stehen dabei numerische Einflussanalysen zur Ausbildung von Schweißeigenspannungen (SE) und des Schweißverzugs (SV). Da aktuell ein noch mangelhaftes Verständnis bezüglich der Wirkungsmechanismen zur SE- und SV-Ausbildung beim Schweißen unter Einsatz von LTT-Legierungen besteht, orientiert sich diese Arbeit an dem recht einfachen Fall einer einlagigen latent schrumpfenden Stumpfstoßkonfiguration um bereits schon im Vorfeld zukünftiger Studien die wesentlichsten Einflussgrößen separieren zu können. Ein wichtiges Ziel dieser Arbeit bezieht sich auf den Aufbau konsistenter thermomechanischer Modelle, welche in der Lage sind, die SE, den SV und die Festphasenverteilung echter Schweißreferenzfälle experimentell abgesichert wiederzugeben. Die in den Datenbanken zu hinterlegenden Materialkennwerte werden dabei an den gleichen Stahlchargen der Referenzfälle ermittelt. Die Grundwerkstoffe bestehen aus hochfesten Feinkornbaustählen, deren Fügespalt unter Einsatz von artgleichen und nicht artgleichen Zusatzwerkstoffen mittels MAG-Verfahrens überbrückt wird. Da das MAG-Verfahren beim verschweißen hochfester Stähle häufig in der Praxis eingesetzt wird, können somit die hier gewonnenen Erkenntnisse ein breites und anwendernahes Publikum erreichen. Zur Reduktion des experimentellen Aufwandes wird die Charakterisierung des thermome-tallurgischen /-mechanischen Werkstoffverhaltens unter Einsatz von nur einer Testanlage (Gleeble®3500) mit Hilfe einer einheitlichen und zugleich geometrisch einfachen Flachpro-bengeometrie vollzogen. Die an den Referenzfällen validierten thermomechanischen Modelle werden für numerische Einflussanalysen werkstoffbezogener Kenngrößen genutzt, wobei die Änderungen der SE und des SV im Mittelpunkt stehen. Als Einflussgrößen werden die Genauigkeit und Anzahl der vorzugebenden Warmzugkurven, die umwandlungsplastischen Parameter und die martensitischen LTT-Umwandlungstemperaturen zu betrachtet. Ein weiterer Analyseschwerpunkt liegt auf dem Phänomen der diskontinuierlichen Aufmischung, indem zum einen der Einsatz höher legierter LTT-Zusatzwerkstoffe simuliert und zum anderen der inhomogene Aufmischungsgrad variiert wird. Es gilt zu prüfen, in welchem Ausmaß die SE-Gradienten innerhalb des Schweißgutes durch die inhomogene Umwandlung auftreten können und inwieweit sich diese zwischen latent schrumpfenden und fest eingespannten Schweißverbindungen unterscheiden können.
Simulationsgestützte Einflussanalyse der Eigenspannungs- und Verzugsausbildung beim Schweißen mit artgleichen und nichtartgleichen Zusatzwerkstoffen
Simulation assisted analyses of residual welding stresses and weld distortion of welding with similar and dissimilar filler materials
2018
Miscellaneous
Electronic Resource
German
DDC: | 629 |
Schweißen und Löten mit niedrigschmelzenden Zusatzwerkstoffen
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