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Friday, September 17, 2021, Saal Essen 3:45 PM Neue Entwicklungen beim Kondensatorentladungsschweißen |
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Numerische Simulation großer Deformationen beim Buckelschweißen durch Kondensatorentladung |
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Christian Mathiszik* / Technische Universität Dresden, Institut für Fertigungstechnik, Deutschland, Deutschland Martin Baumgarten / Technische Universität Dresden, Institut für Fertigungstechnik, Professur für Fügetechnik und Montage, Deutschland Jörg Zschetzsche/ Technische Universität Dresden, Institut für Fertigungstechnik, Professur für Fügetechnik und Montage, Deutschland Uwe Füssel/ Technische Universität Dresden, Institut für Fertigungstechnik, Professur für Fügetechnik und Montage, Deutschland |
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Die Schweißverbindung entsteht beim Buckelschweißen unmittelbar im Kontaktbereich der Werkstücke und unter gleichzeitiger thermischer, elektrischer und mechanischer Belastung. Zur zeit- und ortsabhängigen Charakterisierung der messtechnisch kaum zugängigen physikalischen Vorgänge dient die numerische Simulation. An der Professur für Fügetechnik und Montage wurde ein Simulationsmodell entwickelt, das die physikalischen Phänomene (mechanisch, thermisch und elektrisch) iterativ berechnet. Das Kondensatorentladungsschweißen (KE-Schweißen) ist durch sehr hohe Leistungsdichten und sehr kurzen Schweißzeiten gekennzeichnet. Der Buckel wird aufgrund der hohen elektrischen Stromdichte lokal erwärmt. Dadurch nimmt die Buckelfestigkeit ab und wird wegen der hohen Elektrodenkräfte stark plastisch deformiert. Diese plastischen Verformungen stellen große numerische Herausforderungen dar, da sie zu einer starken Verzerrung des Netzes und damit zu Konvergenzproblemen führen. Um den KE-Buckelschweißprozess vollständig zu simulieren, ist eine Sicherstellung der Netzqualität durch Neuvernetzung notwendig. In diesem Beitrag wird eine iterative Methodik vorgestellt, die diskrete Zeitpunkte zur Neuvernetzung ermittelt, die mechanische Umgebung neu vernetzt und das neue Netz auf die elektrisch-thermische Umgebung projiziert. |