Abstract No.:	4437
Scheduled at:	Thursday, September 17, 2015, Saal Seoul 2:30 PM Anwendungsnahe Schweißsimulation III
Title:	Einsatz der Simulation zur Auslegung des Laserstrahlschweißens von dünnen Folien aus austenitischem Stahl
Authors:	Jean Pierre Bergmann* / Technische Universität Ilmenau Fachgebiet Fertigungstechnik, Germany Jens Bliedtner / Ernst-Abbe-Fachhochschule Jena, Fachbereich SciTec, GERMANY Tobias Loose/ Ingenieurbüro Tobias Loose, GERMANY Andreas Patschger/ Ernst-Abbe-Fachhochschule Jena, Fachbereich SciTec, GERMANY
Abstract:	Der Einfluss von Wärmeleistungsverlusten nimmt mit abnehmender Substratdicke zu. Im Rahmen des Beitrages werden Folien aus 1.4301 mit einer Dicke <=50 µm betrachtet, die zur Herstellung von Vakuumisolationspaneelen gebraucht werden berücksichtigt. Mit steigenden Wärmeleitungsverlusten wachsen der Verzug und damit der Fügespalt, die zum Prozessabbruch führen. Daraus ergibt sich ein unmittelbarer Einfluss auf den Fügeprozess, der sehr empfindlich auf eine vertikale Relativverschiebung der Folien reagiert. Daher müssen die Wärmeleitungsverluste und der daraus resultierende Verzug minimiert werden. Die Péclet-Zahl ist ein Maß für den relativen Anteil der Wärmeleitungsverluste am Laserbearbeitungsprozess und dadurch mit dem thermischen Wirkungsgrad verknüpft. Die gewählten Prozessgrößen bestimmen die Péclet-Zahl und sind deswegen entscheidend für die Prozesssicherheit und Verbindungsfähigkeit. Um deren Einfluss zu qualifizieren, werden die Prozessgrößen variiert und die Prozesseffizienz in Abhängigkeit der Péclet-Zahl untersucht. Dabei wird die experimentelle Analyse durch eine Schweißstruktursimulation unterstützt, welche die Berechnung des globalen Temperaturfeldes, der Eigenspannungen und des Verzuges in Abhängigkeit der Péclet-Zahl sowie der Einspannlänge ermöglicht. Die Verbindung von experimenteller Analyse und Schweißstruktursimulation soll helfen, den Mikrofügeprozess robust auszulegen. Die verwendeten Bauteilgeometrien stellen eine besondere Herausforderung für die Simulation dar. Aus der Temperaturfeldberechnung kann der Wärmeeintrag in das Bauteil abgeleitet und der erwärmte Bereich abgeschätzt werden. Beides ist für die Verzugsentstehung ausschlaggebend.

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