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Tuesday, September 14, 2021, Saal Essen 2:30 PM DVS CAMPUS - Lichbogenverfahren - Drei Ansätze |
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Thermografische Überwachung der Schweißzone und Korrelation mit den Gefügeveränderungen in der WEZ beim Lichtbogenschweißen |
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Mirco Olesch* / Institut für Schweiß- und Fügetechnik, RWTH Aachen, Deutschland Uwe Reisgen / Institut für Schweiß- und Fügetechnik, Deutschland Martin Christ/ Institut für Schweiß- und Fügetechnik, Deutschland Rahul Sharma/ Institut für Schweiß- und Fügetechnik, Deutschland |
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Beim Lichtbogenschweißen von Stahl kommt es aufgrund der Wärmewirkung zu lokalen Gefügeveränderungen, die die Eigenschaften des Werkstoffes maßgeblich beeinflussen. Folglich sollten diese Gefügeveränderungen überwachbar sein und möglichst gezielt gesteuert werden. Üblicherweise werden Gefügeveränderungen zerstörend anhand von metallographischen Präparationen nachgewiesen. Mit Hilfe einer berührungslosen optischen Analyse durch eine Thermografiekamera können thermische Gradienten im Bereich der Wärmeeinflusszone während des Schweißens oder des Abkühlvorgangs zeit- und ortsaufgelöst erfasst werden. Im Bereich der umwandlungsfähigen Stähle ist insbesondere die Bestimmung der t8/5-Abkühlzeit als typische Kenngröße relevant, um den Wärmezyklus näher zu charakterisieren. Zudem werden die unterschiedlichen Subzonen der WEZ bezüglich ihrer temperaturabhängigen Gefügebildung bisher oftmals vereinfachend auf das Fe-Fe3C-Diagramm projiziert, was für reale Legierungskonzepte und schweißtechnische Temperaturregimes als Gleichgewichtsschaubild selbstverständlich nicht repräsentativ ist. Im Rahmen dieser Arbeit wird am Beispiel des hochfesten Feinkornbaustahls S700MC eine Methodik validiert, auf Basis derer mit thermografischen Messungen die ortsspezifische Gefügebildung in der WEZ beim Lichtbogenschweißen abgeschätzt werden soll. Dilatometrische Messungen unter Vorgabe unterschiedlicher Maximaltemperaturen und Abkühlgeschwindigkeiten dienen zur Charakterisierung des Umwandlungsverhaltens des Grundwerkstoffs und bieten eine empirische Referenz zur Darstellung der Abhängigkeit zwischen Temperaturführung und resultierendem Gefüge. So können Rückschlüsse auf das entstehende Gefüge beim Schweißen gezogen werden, welche zusätzlich durch metallographische Schliffbilder verglichen und validiert werden. Die Darstellung der orts- und zeitabhängigen Temperaturverteilung in Form von sog. Gradientenkarten kann in der Schweißtechnik weitere Vorteile liefern. Unter anderem könnten im Rahmen einer Prozessüberwachung Wärmestaus detektiert werden, welche bspw. Hinweise auf Anbindungsfehler sein könnten. |