P 1241 – Untersuchung des Einflusses der konstruktiven Steifigkeit von dickwandigen laser- und laserhybridgeschweißten Verbindungen auf die Heißrissbildung

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ISBN: 978-3-946885-96-2 Kategorien: ,

Beschreibung

P 1241 – Untersuchung des Einflusses der konstruktiven Steifigkeit von dickwandigen laser- und laserhybridgeschweißten Verbindungen auf die Heißrissbildung

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens zur Erforschung des Einflusses der Struktursteifigkeit von dickwandigen Laser- und Laserhybridschweißverbindungen auf die Heißrissbildung wurden mittels Heißrisstests die Einspanngrade beim Schweißen variiert, um eine Korrelation zwischen den Einspanngraden und der Rissbildung zu gewinnen. Nachdem die Prüfmaschine modifiziert wurde, war es möglich, unterschiedlichen Einspanngrade im Zusammenhang mit den Reaktionskräften zu simulieren. Für verschiedene Werkstoffe und Schweißverfahren wurden Experimente durchgeführt, um den kritischen Bereich der Einspanngrade zu bestimmen, in dem Erstarrungsrisse auftreten.
Die numerische Simulation hat gezeigt, dass der Einspanngrad einen direkten Einfluss auf das Spannungsverhalten in der Ausbauchung hat, wo die Erstarrungsrisse entstanden sind. Die Ergebnisse zeigten außerdem, dass eine Korrelation zwischen den Einspanngraden und den Spannungsverläufen vorhanden ist, d.h. durch Erhöhung der Einspanngrade die Quer- und Vertikalspannungen zunehmen.
Ein selbstbeanspruchender Heißrisstest wurde gewählt, um die Ergebnisse aus den Experimenten zu übertragen. Dies vereinfachte das Testverfahren und machte es für die Anwender so praktisch wie möglich. Durch die Änderung von zwei geometrischen Parametern der Probe können die Einspanngrade variiert werden. Es wurden ebenfalls Experimente durchgeführt und die Ergebnisse zeigen eine gute Übertragbarkeit.
Der Einfluss der Schweißparameter auf die Rissbildung bei Proben unter kritischen Einspanngraden wurde ebenfalls untersucht. Die Untersuchungen wurden an dem Stahl S690QL (1.8928) für das Laserhybridschweißverfahren durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Reduzierung der Schweißgeschwindigkeit und die Verschiebung der Fokuslage auf die Probenoberfläche, die Anzahl der Risse deutlich reduziert werden kann. Im Falle des Durchschweißens wurde auch der Einfluss der Fokuslage des Lasers untersucht. Die Resultate weisen darauf hin, dass eine Reduzierung der Fokuslage einen ungünstigen Einfluss auf die Rissbildung hat.
Der selbstbeanspruchende Heißrisstest und die Untersuchung des Einflusses der Schweißparameter auf die Erstarrungsrissbildung an Proben unter kritischen Einspanngraden bieten dem Anwender die Möglichkeit, zum einen die Wahrscheinlichkeit der Rissbildung zu untersuchen und zum anderen bei der Rissdetektion Maßnahmen zu ergreifen.

Veröffentlichung:
Januar 2021

Autoren:
Dr.-Ing. N. Bakir, Dr.-Ing. A. Gumenyuk, Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Rethmeier