Abstract No.:	4449
Scheduled at:	Thursday, September 17, 2015, Saal Seoul 5:00 PM Anwendungsnahe Schweißsimulation IV
Title:	Simulationsgestützte Methode zur kombinierten Verzugs- und Eigenspannungsreduktion beim Schweißen
Authors:	Silke Sommer* / Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM Geschäftsfeld Bauteilsicherheit und Leichtbau , GERMANY Ossama Dreibati / Brandenburgische Technische Universität Cottbus, Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik, GERMANY Clemens Marder/ Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften, Technische Universität München, GERMANY
Abstract:	Keywords: FE- Simulation, Verzug, Eigenspannungen, Einspannbedingungen Verzug und Eigenspannungen als direkte Folge des Schweißens können die Qualität und Funktionalität von Bauteilen beeinträchtigen und darüber hinaus Schädigungen wie Risse hervorrufen. Verzug und Eigenspannungen bedingen sich generell gegenseitig und hängen von Werkstoffeigenschaften, Schweißverfahren und -parameter sowie Einspannbedingungen ab. In dieser Arbeit wurde eine Strategie zur kombinierten Verzugs- und Eigenspannungsreduktion während des Schweißens am Beispiel von Laserstrahlschweißen von Bauteilen aus austenitischem Stahl entwickelt. Dabei wurde der Einfluss einer dynamischen Einspannbedingung während des Schweißens auf die Entstehung von Verzug und Eigenspannungen untersucht. Zunächst wurden verschiedene Kompensationsmethoden wie eine Anpressrolle, zeitgesteuerte Druckstempel und steuerbare Spanner mittels FE-Simulation an I-Stoß Verbindung systematisch untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Folgen der lokalen Plastifizierung während des Schweißens gezielt durch Einwirkung eines Kompensationssystems schon vor der Nahtabkühlung beseitigt werden können. Dabei spielt die Temperaturverteilung am Kompensationsort eine entscheidende Rolle. Zur Verfolgung der Zielsetzung wurden die Kompensationsparameter bei verschiedenen Temperaturen geprüft. Ein optimaler Eingriffzeitpunkt des Kompensationssystems lässt sich rechnergestützt bestimmen. Die experimentelle Überprüfung der Methodik erfolgte an zwei Kompensationsmethoden. Zunächst wurde die versuchstechnische Umsetzung der kraftgeregelten Anpressrolle an einer Blindnaht validiert. Die Kompensationsmethode durch zeitgesteuerte Druckstempel wurde anhand eines Überlappstoßes an einem Demonstratorbauteil umgesetzt. Der Verzug und die Eigenspannungen der untersuchten dynamischen und statischen Einspannsituationen sind in Abhängigkeit der Kompensationsparameter gegenübergestellt. Hiermit wurde das Wirkprinzip von Kompensationsmethoden während des Schweißprozesses zur Reduktion von Verzug und Eigenspannungen gezeigt.

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