TY - GEN A1 - Zhang, Wei A1 - Evdokimov, Anton A1 - Schleuß, Leander A1 - Ossenbrink, Ralf A1 - Michailov, Vesselin T1 - Laser beam build-up welding of AlSi12-powder on AlSi1MgMn-alloy substrate T2 - Progress in Additive Manufacturing N2 - In the present work, laser beam build-up welding of AlSi12 alloy powder on AlSi1MgMn-alloy (EN AW-6082) substrate has been studied to determine the laser deposition strategy for fabrication of 3-D structure. First, the influence of laser power, scanning speed and powder feeding rate on the output parameters, such as clad geometry, dilution ratio, powder efficiency and porosity were analysed for deposition of a single track. Mathematical relationships were then established and the optimal parameters were identified by the desirability approach. Second, these optimal process parameters are furthermore adjusted to fabricate rectangular, cylindrical and complex combination volumes; different layer deposition strategies are used and evaluated. Finally, by using an adapted deposition strategy, one prototype consisted of different complexly shaped elements on one curved Al-alloy substrate without welding fusion defects was manufactured. The average tensile strength of deposited samples with four different layer deposition directions (vertical 0°/90°; horizontal 0°/90°; horizontal 0° and horizontal 90°) was measured, respectively, which are comparable strengths or higher than those of cast samples. The microstructure of the laser-deposited material is investigated using optical microscopy and scanning electron microscopy as well as microcomputed tomography. Microstructure and hardness of deposited multilayers exhibit inhomogeneous distributions, which vary with the deposit location KW - Laser beam build-up welding KW - Laser metal deposition KW - AlSi12 KW - Additive manufacturing KW - Build-up strategy Y1 - 2019 UR - https://doi.org/10.1007/s40964-018-0065-z SN - 2363-9512 VL - 4 IS - 2 SP - 117 EP - 129 ER - TY - GEN A1 - Morozova, Iuliia A1 - Bonnel, Jean-Marie A1 - Rosert, Reinhard A1 - Ossenbrink, Ralf A1 - Michailov, Vesselin T1 - Einfluss der Schweißposition beim MSG-Fülldrahtschweißen auf die Kerbschlagzähigkeit von hoch- und niedriglegierten Stählen T2 - DVS Congress 2019Große Schweißtechnische Tagung : DVS-Studentenkongress : Vorträge der Veranstaltungen in Düsseldorf vom 16. bis 17. September 2019 N2 - Die Schweißposition beeinflusst erheblich die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht, insbesondere die Kerbschlagzähigkeit. Dies zeigt ein umfassender Vergleich der mechanischen Eigenschaften von Schweißgütern, die in der Steigposition (PF) und Wannenlage (PA) ausgeführt wurden. Schweißgüter von Kohlenstoff-Mangan-Stählen weisen in der PF-Position eine reduzierte Kerbschlagarbeit im Vergleich zur PA-Position auf. Dagegen ist bei austenitischen und Duplexstählen der Einfluss der Schweißposition auf die Kerbschlagarbeit genau entgegengesetzt. Der Vortrag fasst den Einfluss der Schweißpositionen auf die mechanischen Eigenschaften zusammen und liefert eine Erklärung für die gegensätzlichen Auswirkungen auf die Kerbschlagzähigkeit der Schweißgüter. Der Schwerpunkt liegt dabei auf hochlegierten Fülldrähten mit einer schnell erstarrenden Schlacke. Die Schlackeneigenschaften, Schweißgutmikrostruktur, Delta-Ferrit-Gehalte für Schweißgüter vom Typ Duplexstahl (2209) und von austenitischen Schweißgütern (308L) sowie die Auswirkungen der Schweißposition auf die Richtung des Schweißkornwachstums werden erläutert. Zum Vergleich werden Kohlenstoff-Mangan-Rutil-Fülldrähte mit schnell erstarrender Schlacke herangezogen. Y1 - 2019 UR - https://www.gbv.de/dms/tib-ub-hannover/1067034390.pdf SN - 978-3-96144-066-5 SP - 310 EP - 318 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf ER - TY - GEN A1 - Evdokimov, Anton A1 - Ossenbrink, Ralf A1 - Doynov, Nikolay A1 - Michailov, Vesselin ED - Sommitsch, Christof ED - Enzinger, Norbert ED - Mayr, Peter T1 - Laser beam welding of steel-aluminum joints - influence of weld metal elastic-plastic properties on the distortions T2 - Mathematical Modelling of Weld Phenomena 12 : selected peer reviewed papers from the 12th International Seminar Numerical Analysis of Weldability : September 23-26, 2018, Graz, Schloss Seggau - Austria N2 - Great attention is focused nowadays on laser welding of dissimilar steel-aluminum joints in overlap configuration in key-hole mode. It was found that elastic-plastic properties of the weld metal exhibit strong difference to those of the base alloys and can be defined as a function of aluminum content in the weld metal. A developed Finite-Element simulation model allows prediction of the aluminum content as a function of welding parameters and subsequently the elastic-plastic properties of the weld metal as a function of the determined content. The main goal of the present study is to show the impact of the weld metal properties on welding distortions and residual stresses. For that purpose, a sensitivity analysis of the thermomechanical model was performed, where the distortions and residual stresses were computed as a function of welding parameters and therefore as a function of corresponding weld metal properties. The analysis showed that the influence of the weld metal is essential, and its properties should be taken into consideration in the models for better prediction accuracy. Y1 - 2019 SN - 978-3-85125-615-4 U6 - https://doi.org/10.3217/978-3-85125-615-4 SP - 431 EP - 440 PB - Verlag der Technischen Universität Graz CY - Graz ER - TY - GEN A1 - Kaisheva, Darina A1 - Bokuchava, Gizo A1 - Papushkin, Igor A1 - Genchev, Gancho Vladimirov A1 - Doynov, Nikolay A1 - Ossenbrink, Ralf A1 - Michailov, Vesselin A1 - Petrov, Peter T1 - Determination of residual stresses in fiber laser welded stainless steel joints by neutron diffraction method T2 - Proc. SPIE 11047, 20th International Conference and School on Quantum Electronics: Laser Physics and Applications N2 - This study presents an experimental results of residual stress states in stainless steel plate samples with size 100 x 50 x 10 mm welded using a high-power fiber laser. The technological parameters of the welding process were: laser power Q = 15 kW; laser spot size = 0.65 mm; welding speed V = 3 m/min; 4 m/min; 5 m/min, using 30 L/min of protective Ar gas. The neutron diffraction method was used to determine the residual stresses in the bulk of the material. The neutron experiments were performed on the FSD diffractometer at the IBR-2 pulsed reactor in the Frank Laboratory of Neutron Physics, Joint Institute for Nuclear Research - Dubna, Russian Federation. The measured residual stress distributions exhibit maxima at weld seam centers. As expected, for all specimens the residual stress is falling down in regions distant from the weld zone. Maximal residual stress value of 492 MPa was observed for sample welded with speed of V = 5 m/min. KW - Diffraction KW - Laser welding KW - Metals KW - Fiber laser KW - Laser processing KW - Laser applications KW - Sensors Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1117/12.2516421 CY - Nessebar ER - TY - GEN A1 - Wasilewski, Eric A1 - Kaneneks, Michael A1 - Doynov, Nikolay A1 - Ossenbrink, Ralf A1 - Michailov, Vesselin T1 - Laserstrahlschweißen – Verzugs- und Kaltrissminimierung durch simulationsbasierte Steuerung T2 - DVD Congress 2020 : Große Schweißtechnische Tagung : DVS Campus : Vorträge der Online-Veranstaltungen vom 14. bis 18. September 2020 N2 - Leichtbau und das Streben nach Ressourcen- und Energieeffizienz fördern in den letzten Jahren vermehrt den Einsatz hochfester Stähle. Das Laserstrahlschweißen dieser Werkstoffe wird in der industriellen Großserienferti-gung zur effizienten Herstellung hochpräziser Bauteile und Komponenten mit höchsten Qualitätsanforderungen eingesetzt. Die Vermeidung schweißbedingter Fehler wie Schweißverzug und Kaltrissbildung sind dabei von ent-scheidender Bedeutung. Konventionelle Anwendungen erfüllen diesen Anspruch derzeit bedingt durch sehr enge Prozesstoleranzen und die Auswahl unkritischer Werkstoffe, was die Potentiale der Fügeverbindung begrenzt. Auf Basis von FE-Schweißprozesssimulationen konnten Konzepte entwickelt werden, welche eine Verzugs- und Riss-minderung durch aktive Steuerung des Laserschweißprozesses ermöglichen. Die zugrundeliegenden Modelle be-rücksichtigen zum einen das schweißbedingte Temperaturfeld, Gefügeumwandlungen und Eigenspannungen für die Berechnung des Verzugs. Zudem wird die lokale Wasserstoffkonzentration berechnet und die Ergebnisse der Schweißprozesssimulation mittels eines Kaltrisstools bewertet, welches werkstoffspezifische Risskriterien enthält. Die Fähigkeit das Verzugs- und Kaltrissverhalten abzubilden, eröffnet die Möglichkeit zur Parametervariation. Aus den erhobenen Daten wurden Konzepte der aktiven Krafteinleitung mit einer dynamischen Werkstückeinspannung abgeleitet, die zu Verzugs- und Kaltrissminimierung führen und die Schweißbarkeit hochfester Werkstoffe fördern. Y1 - 2019 SN - 978-3-96144-098-6 SP - 9 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf ER -