|
2545 |
|
Tuesday, September 27, 2011, Saal D 9:00 AM Prozessüberwachung und Verfahren |
|
Untersuchungen zum Einsatz einer intelligenten Steuerung und Regelung zur Wärmeführung bei schweißtechnischen Prozessen
|
|
Patrick Nürge* / Jade Hochschule, Deutschland Sven Gorny / Jade Hochschule, Deutschland Dieter Liebenow/ Jade Hochschule, Deutschland Harald Musa/ Jade Hochschule, Deutschland |
|
Beim Schweißen treten durch extreme Umgebungsbedingungen erhebliche Störeinflüsse und sich stetig verändernde Einflussgrößen auf. Andererseits sind Schweißverfahren, wie das Laserschweißen, gekennzeichnet durch eine geringe Streckenenergie, womit sich insbesondere beim Schweißen von aufhärtungsempfindlichen Stählen unzulässige Härtewerte in der Wärmeeinflusszone ergeben. Hier wird es in der Praxis häufig erforderlich den Nahtbereich vorzuwärmen, oder im Nachhinein eine Wärmebehandlung durchzuführen. Für die Einbringung zusätzlicher Wärme in den Prozess stehen verschiedene Verfahren zur Vorwärmung, zur Wärmezugabe während des Schweißens, als auch zur nachträglichen Wärmebehandlung zur Verfügung. Der Einsatz von Induktionsverfahren bietet hier insbesondere die Möglichkeit die Wärmeführung direkt zu steuern. Im Rahmen eines studentischen Projekts wurden Untersuchungen durchgeführt, die mit einem Datenerfassungs- und Analysesystem diese verschiedenen Einflussgrößen erfassen und gleichzeitig in Auswertung der online- Analyse ggf. erforderliche zusätzliche Energie i.A. durch induktive Erwärmung in den schweißtechnischen Prozess bringen. Im Ergebnis sollte eine anforderungsgerechte Naht- und Gefügeausbildung realisiert werden. Dabei reicht es nicht aus, nur die direkten Prozessparameter zu erfassen, sondern es sind auch die relevanten Einflussgrößen aus der Umwelt zu berücksichtigen. So sollten die Auswirkungen von extremen Umweltbedingungen (wie z.B. die Umgebungstemperatur beim Schweißen unter Wasser) und andererseits ggf. ein zu geringer Wärmeeintrag an aufhärtungsempfindlichen Feinkornbaustählen mit dem in die Messwerterfassung integrierten Analysesystem abgeschätzt und vor-hergesagt werden können. Unter Berücksichtigung von Regelstrategien sollten die theoretischen Grundlagen zur online- Überwachung des Schweißprozesses und zur gezielten Einflussnahme auf das Schweißergebnis erarbeitet werden. Es sollten beispielhaft sowohl erforderliche Messwertaufnehmer verifiziert werden, als auch Regelungstechniken spezifiziert und entwickelt werden, die zur Zielerreichung der rissfreien Schweißung führen. Stichwörter: - Wärmeführung beim Schweißen von aufhärtungsempfindlichen Stählen - Berücksichtigung von Umwelt- und Randbedingungen, die eine differenzierte Temperaturführung bedingen (Unterwassereinsatz, Laserschweißen) - Messwerterfassung als Basis für eine temperaturgeführte Schweißung |