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 - TY - GEN A1 - Wasilewski, Eric A1 - Doynov, Nikolay A1 - Ossenbrink, Ralf A1 - Michailov, Vesselin T1 - Investigations on the thermal conditions during laser beam welding of high-strength steel 100Cr6 T2 - Advances in Industrial and Manufacturing Engineering N2 - This study examines the thermal conditions during laser beam welding of 100Cr6 high-strength steel using a TruDisk5000 disc laser with a continuous adjustable power range of 100–5000 W. Two parameter sets, characterized by laser power and welding speeds, were analyzed by thermal-metallurgical FE simulations to determine their impact on the thermal conditions during welding. The results show a significant shift in heat coupling, with conduction transitioning to deep penetration welding. As a result of the high welding speeds and reduced energy input, extremely high heating rates up to 2∙104 K s−1 (set A) respectively 4∙105 K s−1 (set B) occur. Both welds thus concern a range of temperature state values for which conventional Time-Temperature-Austenitization (TTA) diagrams are currently not defined, requiring calibration of the material models through general assumptions. Also, the change in energy input and welding speed causes significantly steep temperature gradients with a slope of approximately 5∙103 K mm−1 and strong drops in the temperature rates, particularly in the heat affected zone. The temperature cycles also show very different cooling rates for the respective parameter sets, although in both cases they are well below a cooling time t8/5 of 1 s, so that the phase transformation always leads to the formation of martensite. Since the investigated parameters are known to cause a loss of technological strength and conditionally result in cold cracks, these results will be used for further detailed experimental and numerical investigation of microstructure, hydrogen distribution, and stress-strain development at different restraint conditions. KW - laser beam welding KW - welding temperature field KW - temperature rates KW - thermal-metallurgical FE simulation KW - high-strength steel Y1 - 2023 UR - https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666912923000077 U6 - https://doi.org/10.1016/j.aime.2023.100118 SN - 2666-9129 VL - 6 ER -