Das zukünftige Entwicklungspotential des Elektrokontakttrennens unter Wasser für Fertiungs-, Wartungs- und Reparaturaufgaben hängt von der Entwicklung kleinbauender und anwendungsorientierter Trennsysteme ab. Infolge der vielfältigen Randbedingungen der hyperbar nassen Umgebung kann diese Entwicklung ohne ein umfassendes Grundlagenwissen zur Beschreibung der Wirkzusammenhänge zwischen den Einfluß- bzw. Prozeßgrößen und den Qualitätsmerkmalen sowie den während des Trennvorganges ablaufenden physikalischen Mechanismen nicht voran getrieben werden. Die Ziele der Arbeit sind daher die Flexibilisierung des Verfahrensablaufes und die Erarbeitung von Grundlagenwissen sowie methodischer Ansätze zur Prozeßbeschreibung und -optimierung unter Zuhilfenahme der numerischen Simulation für das Elektrokontakttrennen unter Wasser von Baustahlblechen mit Blechdicken bis 20 mm. Zunächst wird ein kleinbauendes, flexibles Trennwerkzeugsystem mit integrierter Stromübertragung mittels Quecksilbers entwickelt und qualifiziert. Damit wird die Grundlage für einen fernbedienten Unterwassertrennprozeß gelegt. An Baustahl der Güte S235JRG2 werden in systematischen experimentellen Schneiduntersuchungen erstmalig die spannungsabhängige Schneidleistung und Schnittqualität des Elektrokontakttrennprozesses über einen Blechdickenbereich von 5 bis 20 mm ermittelt. Aufbauend auf den erarbeiteten Grundlagen zur Bewertung der Wirkung der Einflußgrößen auf das Schneidergebnis und die Prozeßgrößen wird ein wärmephysikalisches Modell zur numerischen Simulation des instationären Temperaturfeldes im Werkstück für das Elektrokontakttrennen unter Wasser etabliert. Dabei wird das Ziel der Modellbildung erreicht, eine Basis für die Berechnung der Schneidgeschwindigkeit und des Schneidfrontverlaufes an komplexen Bauteilen mit der Finite-Elemente-Methode zu schaffen. Neben der Approximation des Wärmeeintrages durch den Elektrokontakttrennvorgang umfaßt die Modellbildung die Entwicklung eines Berechnungsmodells für den Wärmeübergang vom Werkstück zum umgebenden Wasser, das sowohl die erzwungene Konvektion infolge der Werkzeugrotation als auch die freie Konvektion und Siedevorgänge auf den nicht direkt angeströmten Werkstückflächen berücksichtigt. Diese Ergebnisse der numerischen Simulation werden durch den Vergleich mit Temperaturdaten, die aus thermoelementgestützten Versuchen gewonnen werden, und durch den Vergleich mit Querschliffen der Schnittflächen verifiziert.


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    Title :

    Beitrag zum Elektrokontakttrennen unter Wasser


    Contributors:
    Philipp, E. (author)

    Publication date :

    2002


    Size :

    119 Seiten, 55 Bilder, 5 Tabellen, 123 Quellen


    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German





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