TY - JOUR A1 - Bergmann, A. A1 - Grosser, H. A1 - Graf, B. A1 - Uhlmann, E. A1 - Rethmeier, Michael A1 - Stark, R. T1 - Additive Prozesskette zur Instandsetzung von Bauteilen - Aufbau, Reparatur und Modellbildung N2 - Komplexe Bauteile ohne Fügestellen sind die Spezialität additiver Verfahren. Immer deutlicher wird der Wert dieser Technologie für den Turbomaschinenbau, etwa bei der Fertigung von Turbinenschaufeln mit inneren Kühlstrukturen. Wichtig für vorbildgetreue Turbinenkomponenten: Die Technologie ermöglicht die Fertigung von Freiformen und Hinterschnitten, von außen- und innenliegenden filigranen, komplexen Strukturen als Einzelteil - und das in einem einzigen Arbeitsschritt. Des Weiteren benötigen additive Verfahren keine formgebenden Werkzeuge und weisen demnach kürzere Prozessketten im Vergleich zu konventionellen Herstellungsverfahren auf. Wirtschaftliche Vorteile kommen vor allem bei kleinen Losgrößen und Bauteilabmessungen zur Geltung. In diesem Artikel werden am Beispiel einer Turbinenschaufel Schlüsseltechnologien einer additiven Prozesskette gezeigt. Zunächst erfolgt die additive Fertigung einer Turbinenschaufel mittels Selective Laser Melting (SLM). Das Verfahren ermöglicht die Integration innenliegender Kühlkanäle. An dieser Schaufel wird anschließend mittels Laser-PulverAuftragschweißen (LPA) die Reparatur unterschiedlicher Beschädigungen demonstriert. Im nächsten Schritt der Prozesskette bietet ein optischer 3D-Scan der Schaufel die Möglichkeit zur Qualitätskontrolle und zum Vergleich der Bauteilabmessungen mit der Sollgeometrie. PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1002/latj.201390021 SN - 1613-7728 SN - 1863-9119 VL - 10 IS - 2 SP - 31 EP - 35 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-28066 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael A1 - Gook, Sergej A1 - Gumenyuk, Andrey ED - Turichin, G. T1 - Prospects of application of laser-GMA hybrid welding for manufacturing of large diameter longitudinal welded high strength steel pipes T2 - VII. International scientific and technical conference 'Beam technologies & laser application' CY - Saint-Petersburg, Russia DA - 2012-09-18 KW - High strength steel KW - Laser hybrid welding KW - Modified spray arc KW - Longitudinal weld KW - Pipeline PY - 2013 SP - 130 EP - 140 PB - Publishing house SPbSPU AN - OPUS4-28040 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gebhardt, Moritz Oliver A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael ED - Turichin, G. T1 - Laser-MSG-hybrid welding of thick walled precision pipes T2 - VII. International scientific and technical conference 'Beam technologies & laser application' CY - Saint-Petersburg, Russia DA - 2012-09-18 PY - 2013 SP - 235 EP - 247 PB - Publishing house SPbSPU AN - OPUS4-28041 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Brauser, Stephan A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael A1 - Noack, T. A1 - Jüttner, S. T1 - Einfluss von schweißbedingten Rissen auf die Schwingfestigkeit von Widerstandspunktschweißverbindungen aus hochfestem austenitischen Stahl N2 - Unter den rauen Bedingungen in der Automobilkarosseriefertigung lassen sich schweißbedingte Imperfektionen wie Risse beim Widerstandspunktschweißen von hochfesten Stählen nicht immer vermeiden. Dabei ist der Einfluss solcher Risse auf die Schwingfestigkeit insbesondere von modernen hochfesten austenitischen Stählen derzeit nicht hinreichend bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher der Einfluss von Schweißrissen verschiedener Lage und Ausbildung untersucht. Dabei konnte durch die Analyse der normierten Steifigkeitsverläufe von Proben sowie durch die Gegenüberstellung der Versagensschwingspielzahlen nachgewiesen werden, dass die spritzerfrei erzeugten Oberflächenrisse im Zentrum, im Übergangsbereich sowie im Randbereich der Schweißlinse keinen negativen Einfluss auf die Schwingfestigkeit des hier untersuchten hochfesten austenitischen Werkstoffs haben. Proben, die mit Schweißspritzern hergestellt wurden und Risse im Randbereich aufweisen, zeigen deutliche höhere Versagensschwingspielzahlen als rissfreie Referenzproben. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- In the rough conditions in the fabrication of automobile bodies, it is not always possible to avoid welding-induced imperfections such as cracks during the resistance spot welding of highstrength steels. In this respect, the influence of such cracks on the fatigue strength particularly of modern high-strength austenitic steels is not sufficiently well-known at present. The influence of welding cracks with various positions and formations was therefore investigated within the framework of this paper. In this case, the analysis of the standardised stiffness courses of specimens and the comparison of the numbers of failure stress cycles served to prove that the surface cracks produced without any spatter in the centre, interfacial region and peripheral region of the weld nugget do not have any negative influence on the fatigue strength of the high-strength austenitic material investigated here. Specimens which were manufactured with welding spatter and exhibit cracks in the peripheral region show considerably higher numbers of failure stress cycles than crack-free reference specimens. KW - Festigkeit KW - Hochfester Stahl KW - Rissbildung KW - Widerstandspressschweißen KW - Werkstofffragen KW - Fahrzeugbau PY - 2012 SN - 0036-7184 VL - 64 IS - 1-2 SP - 28 EP - 31 PB - Verl. für Schweißen u. Verwandte Verfahren, DVS-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-25623 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weber, Gert A1 - Rethmeier, Michael T1 - Spot welding and weldbonding of high strength steels for lightweight auto body manufacturing T2 - EUROJOIN 8 - 8th European conference CY - Pula, Croatia DA - 2012-05-24 KW - Spot welding KW - Weldbonding KW - High strength steels KW - Process reliability KW - Mechanical properties of joints PY - 2012 SP - 633 EP - 643 AN - OPUS4-26383 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tölle, Florian A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael A1 - Backhaus, A. A1 - Olschok, S. A1 - Reisgen, U. T1 - Mechanische Entlastung zur Eigenspannungsreduzierung in Strahlschweißnähten durch Anwendung eines defokussierten Strahls - Teil 1: Spannungsabbaumechanismus an linearen Strahlschweißnähten N2 - Schweißzugeigenspannungen in Strahlschweißnähten auf Höhe der lokalen Werkstoffstreckgrenze können die Bauteileigenschaften sowie deren Lebensdauer beeinflussen. Die Nutzung der Schweißquelle für eine nachträgliche Behandlung der geschweißten Bauteile bietet eine kostengünstige und flexible Methode zur Reduzierung dieser Spannungen. Dabei wird durch einen oszillierenden defokussierten Elektronen- bzw. Laserstrahl der Werkstoff beidseitig der Schweißnaht auf mehrere hundert Grad Celsius erwärmt, um dort zusätzliche Zugspannungsbereiche hervorzurufen. Die so erzeugten Längszugspannungszonen führen zu einer mechanischen Entlastung der Schweißnaht. Experimentelle Messungen zeigen, dass die Längseigenspannungen in der Schweißnaht mit diesem Verfahren um bis zu 70% reduziert werden können. Hierbei wurde neben der experimentellen Untersuchung dieses Verfahrens an Linearnähten an 5 mm dicken Blechen des Werkstoffs S355J2+N auch eine umfassende Analyse der Einflüsse der Verfahrensparameter auf die Spannungsreduktion mittels FEMSimulation durchgeführt. Anhand der Ergebnisse wird der Entlastungsmechanismus diskutiert. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Residual tensile welding stresses in beam welds at the level of the local yield strength of the material may influence the properties of components as well as their service lives. The utilisation of the welding source for the subsequent treatment of the welded components offers a cost-favourable and flexible method of reducing these stresses. In this respect, an oscillating defocused electron or laser beam serves to heat the material on both sides of the weld up to several hundred degrees Celsius in order to induce additional tensile stress regions there. The longitudinal tensile stress zones produced in this way lead to the mechanical relief of the weld. Experimental measurements show that the longitudinal residual stresses in the weld can be reduced by up to 70% with this process. In this case, not only was the experimental investigation into this process conducted on linear welds on 5 mm thick sheets made of the S355J2+N material but a comprehensive analysis of the influences of the process parameters on the stress reduction was also made by means of FEM simulation. The relief mechanism is discussed on the basis of the results. KW - Elektronenstrahlschweißen KW - Laserstrahlschweißen KW - Simulation und Berechnung KW - Spannungen KW - Wärmebehandlung KW - Electron beam welding KW - Laser welding KW - Simulation and calculation KW - Stresses KW - Heat treatment PY - 2012 SN - 0036-7184 VL - 64 IS - 6 SP - 332 EP - 340 PB - Verl. für Schweißen u. Verwandte Verfahren, DVS-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-26340 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Brauser, Stephan A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael A1 - Noack, T. A1 - Jüttner, S. T1 - Influence of welding-induced cracks on the fatigue strength of resistance-spot-welded joints made of high-strength austenitic steel N2 - In the rough conditions in the fabrication of automobile bodies, it is not always possible to avoid welding-induced imperfections such as cracks during the resistance spot welding of high-strength steels. In this respect, the influence of such cracks on the fatigue strength particularly of modern high-strength austenitic steels is not sufficiently well-known at present. The influence of welding cracks with various positions and formations was therefore investigated within the framework of this paper. In this case, the analysis of the standardised stiffness courses of specimens and the comparison of the numbers of failure stress cycles served to prove that the surface cracks produced without any spatter in the centre, interfacial region and peripheral region of the weld nugget do not have any negative influence on the fatigue strength of the high-strength austenitic material investigated here. Specimens which were manufactured with welding spatter and exhibit cracks in the peripheral region show considerably higher numbers of failure stress cycles than crack-free reference specimens. PY - 2012 SN - 1612-3433 VL - 11 IS - 4 SP - 232 EP - 235 PB - DVS - German Welding Society CY - Düsseldorf AN - OPUS4-26346 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Heinze, Christoph A1 - Michael, Thomas A1 - Pittner, Andreas A1 - Rethmeier, Michael T1 - Schwierigkeiten bei der Anwendung der aktuellen Normung in Bezug auf Mikrorisse in Schweißverbindungen hochfester vergüteter Feinkornbaustähle N2 - Die aktuelle Normung bezüglich mikroskopischer Untersuchungen von Schweißverbindungen und die Zulässigkeit von Mikrorissen sowie deren Definition ist nicht eindeutig. Nach der Darstellung derzeit gültiger Normen im Bereich der Bewertung von Schweißnähten, Qualifizierung von Schweißverfahren und Ausführung von Schweißverbindungen, wird auf Grundlage aktueller Schweißversuche an hochfesten vergüteten Feinkornbaustählen die Problematik von Mikrorissen diskutiert. Offene Punkte und Fragen bzw. Verbesserungsmöglichkeiten werden aufgezeigt und zur Diskussion gestellt. Schließlich wird auf die Klärung des Einflusses von Mikrorissen auf die mechanisch- technologischen Werkstoffkennwerte der Schweißverbindung unter statischer sowie zyklischer Beanspruchung hingewiesen. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Neither the latest standardisation with regard to microscopic investigations on welded joints nor the permissibility of microcracks and their definition are unambiguous. According to the representation of currently applicable standards in the fields of the assessment of welds, the qualification of welding processes and the execution of welded joints, the problems associated with microcracks are discussed on the basis of the latest welding tests on high-strength quenched-and-tempered fine-grained structural steels. Not only outstanding points and questions but also improvement possibilities are indicated and opened for discussion. Finally, attention is drawn to the clarification of the influence of microcracks on the mechanical- technological material parameters of the welded joint subjected to both static and cyclic stresses. KW - Festigkeit KW - Hochfester Stahl KW - Normen KW - Rissbildung KW - Schweißnahtfehler KW - Werkstofffragen KW - Strength KW - High-strength steel KW - Standards KW - Crack formation KW - Weld defects KW - Material questions PY - 2012 SN - 0036-7184 VL - 64 IS - 7 SP - 412 EP - 416 PB - Verl. für Schweißen u. Verwandte Verfahren, DVS-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-26338 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tölle, Florian A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael A1 - Backhaus, A. A1 - Olschok, S. A1 - Reisgen, U. T1 - Mechanische Entlastung zur Eigenspannungsreduzierung in Strahlschweißnähten durch Anwendung eines defokussierten Strahls - Teil 2: Qualifizierung für komplexe Nahtgeometrien N2 - Schweißzugeigenspannungen in Strahlschweißnähten auf Höhe der lokalen Werkstoffstreckgrenze können die Bauteileigenschaften sowie deren Lebensdauer negativ beeinflussen. Die Nutzung der Schweißquelle für eine nachträgliche Behandlung der geschweißten Bauteile bietet eine kostengünstige und flexible Methode zur Reduzierung dieser Spannungen. Dabei wird durch einen oszillierenden defokussierten Elektronen- bzw. Laserstrahl, der Werkstoff beidseitig der Schweißnaht auf mehrere hundert Grad Celsius erwärmt, um dort zusätzliche Zugspannungsbereiche hervorzurufen. Die so erzeugten Längszugspannungszonen führen zu einer mechanischen Entlastung der Schweißnaht. Experimentelle Messungen der Längseigenspannungen an linearen Elektronen- und Laserstrahlschweißnähten im ersten Teil des Beitrags zeigten, dass die Spannungen mit diesem Verfahren um bis zu 70% reduziert werden können. In weiteren experimentellen Untersuchungen wird dieses Verfahren für kompliziertere Schweißnahtgeometrien getestet. An axialen sowie radialen Rundnähten an ferritischen Werkstoffen konnten ebenfalls hohe Spannungsreduktionen von über 50% erzielt werden. Zudem wurde dieses Verfahren mit einer für das Schweißen üblichen Laserstrahlschweißoptik ohne Scan-Funktion geprüft. Hierbei zeigte das Wärmebehandeln in zwei Arbeitsschritten noch größere Spannungsreduktionen im Vergleich zur Anwendung einer Laserstrahlscanneroptik zur quasisimultanen Wärmebehandlung auf beiden Seiten der Schweißnaht. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Residual tensile welding stresses in beam welds at the level of the local yield strength of the material may influence the properties of components as well as their service lives. The utilisation of the welding source for the subsequent treatment of the welded components offers a cost-favourable and flexible method of reducing these stresses. In this respect, an oscillating defocused electron or laser beam serves to heat the material on both sides of the weld up to several hundred degrees Celsius in order to induce additional tensile stress regions there. The longitudinal tensile stress zones produced in this way lead to the mechanical relief of the weld. Experimental measurements of the longitudinal residual stresses on linear electron and laser beam welds in the first part of the article showed that the stresses can be reduced by up to 70% with this process. In further experimental investigations, this process is tested for more complicated weld geometries. It was also possible to achieve great reductions in the stresses (over 50%) on both axial and radial circular welds on ferritic materials. Moreover, this process was tested with laser beam welding optics which are customary for welding and do not perform a scanning function. In this respect, the heat treatment in two work steps showed even greater reductions in the stresses in comparison with the application of laser beam scanner optics for quasi-simultaneous heat treatment on both sides of the weld. KW - Elektronenstrahlschweißen KW - Laserstrahlschweißen KW - Simulation und Berechnung KW - Spannungen KW - Wärmebehandlung KW - Electron beam welding KW - Laser welding KW - Simulation and calculation KW - Stresses KW - Heat treatment PY - 2012 SN - 0036-7184 VL - 64 IS - 7 SP - 406 EP - 411 PB - Verl. für Schweißen u. Verwandte Verfahren, DVS-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-26339 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bachmann, Marcel A1 - Avilov, Vjaceslav A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - Magnets improve quality of high-power laser beam welding KW - Laser beam welding KW - Electromagnetic weld pool control KW - Marangoni effect PY - 2013 SP - 30 EP - 32 AN - OPUS4-28655 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Thater, Raphael A1 - Perret, William A1 - Schwenk, Christopher A1 - Alber, U. A1 - Rethmeier, Michael T1 - Industrial application of welding temperature field and distortion visualization using FEA KW - Numerical welding simulation KW - Temperature field KW - Distortion KW - Industrial application KW - Automotive assembly PY - 2010 SN - 0387-4508 VL - 39 IS - 2 SP - 232 EP - 234 CY - Osaka, Japan AN - OPUS4-24354 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Tölle, Florian A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael A1 - Backhaus, A. A1 - Olschok, S. A1 - Reisgen, U. T1 - Eigenspannungsreduzierung in Elektronen- und Laserstrahlschweißnähten mittels nachlaufender Wärmefelder durch schnelle Strahldefokussierung und -ablenkung N2 - Schweißeigenspannungen - im Besonderen infolge von Strahlschweißprozessen - annähernd der werkstoffspezifischen Streckgrenze können durch eine mögliche Spannungsrelaxation oder verstärkte Spannungsrisskorrosion lebensdauerreduzierende Konsequenzen mit sich ziehen. Aus diesem Grund wurden viele Verfahren entwickelt, welche diese Eigenspannungen reduzieren können. Jedoch sind diese Verfahren kostenintensiv oder nur für breite Schweißnähte und einfache Bauteilgeometrien anwendbar. Die in dieser Arbeit dargestellte Methode nutzt den Schweißstrahl für den Schweißprozess sowie in defokussierter Form für eine thermische Nachbehandlung des Bauteils. Hierfür läuft der defokussierte Strahl durch hochfrequente Strahlablenkung beidseitig der Schweißnaht mit einer bestimmten zeitlichen Distanz dem Schmelzbad nach und wird zum Aufheizen dieser Materialbereiche genutzt. Mit dieser Prozedur ist es möglich die Spannungen in schmalen Schweißnähten mit großen Spannungsgradienten im Vergleich zu anderen spannungsreduzierenden Verfahren ohne Kontaktflächen oder zusätzlichem Equipment effizient zu reduzieren. Abhängig von der Bauteilgeometrie und der Strahlleistung können unterschiedliche Prozessparameter für dieses Verfahren angewandt werden. Es werden die Mechanismen der Eigenspannungsreduzierung in diesem Prozess und deren Abhängigkeit von den Prozessparametern anhand von Ergebnissen aus FEM-Simulationen diskutiert. Zudem wird in einer Reihe von experimentellen Ergebnissen die Anwendbarkeit von bereits für lineare Schweißnähte ermittelte Verfahrensparameter auf axiale und radiale Rundnähte nachgewiesen. Hierbei zeigen die besten experimentellen Ergebnisse für Elektronenstrahl- sowie für Laserstrahlschweißnähte Spannungsreduktionen größer als 90 %. T2 - DVS Congress 2011 - Große Schweißtechnische Tagung CY - Hamburg, Deutschland DA - 27.09.2011 PY - 2011 SN - 978-3-87155-267-0 VL - 275 SP - 465 EP - 471 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-24545 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Brauser, Stephan A1 - Kromm, Arne A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Rethmeier, Michael T1 - In-situ analysis of solid state phase transformation in TRIP-aided steels by synchrotron diffraction N2 - Energy dispersive synchrotron diffraction (EDXRD) analysis and 3 dimensional digital image correlations were conducted to investigate the stress and strain effected transformation behavior during tensile loading of low alloyed TRansformation Induced Plasticity (TRIP) steel. This technique allowed for phase specific stress measurement during certain tensile load steps in the elastic and also plastic regime. Additionally the simultaneous determination of the load dependent phase content was realized. The results show that the martensite transformation starts only after exceeding the overall yield point and is finished before reaching the uniform elongation, whereas a large portion of the austenite remains unchanged in the structure. Furthermore, the martensite transformation related to the stress in the γ-phase and α-phase was analyzed and quantified. KW - Synchrotron KW - EDXRD KW - Phase transformation KW - TRIP steel KW - Digital image correlation KW - Residual stress PY - 2011 UR - https://www.jstage.jst.go.jp/article/qjjws/29/3/29_3_81s/_pdf DO - https://doi.org/10.2207/qjjws.29.81s SN - 0288-4771 VL - 29 IS - 3 SP - 81 EP - 85 CY - Tokyo, Japan AN - OPUS4-24693 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael T1 - Standards and guidelines for numerical welding simulation PY - 2011 SN - 1001-1382 VL - 459 IS - 9 SP - 5 EP - 8 PB - Jixie Dianzi Gongye Bu * Harbin Hanjie Yanjiusuo AN - OPUS4-24644 LA - zho AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Heinze, Christoph A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael ED - Zoch, H.-W. ED - Lübben, T. T1 - Influences on the result quality of numerical calculation of welding-induced distortion N2 - The present investigations cover different relevant influences on the numerical calculation of welding-induced distortion. Therefore, a single-layer pulsed gas metal arc (GMA) weld of structural Steel S355J2+N with a thickness Öf5 mm is experimentally and numerically investigated. The influences of mesh density, tack-welds, and continuous cooling transformation (CCT) diagrams on welding-induced distortion are studied. The quality and quantity of These effects are clarified based on the used experimental and numerical set up. The occurring differences between the investigated cases achieve significant values. Consequently, prediction of welding-induced distortion can be improved considering the present investigations. T2 - IDE 2011 - 3rd International conference on distortion engineering 2011 CY - Bremen, Germany DA - 14.09.2011 KW - Welding simulation KW - Welding-induced distortion KW - Mesh analysis KW - Tack welding KW - Continuous cooling transformation behaviour PY - 2011 SN - 978-3-88722-724-1 SP - 277 EP - 285 AN - OPUS4-24363 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Shcheglov, Pavel A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Gornushkin, Igor B. A1 - Rethmeier, Michael T1 - Experimental investigation of the laser-plume interaction during high power fiber laser welding N2 - The effect of the well-known plasma absorption and refraction in CO2-laser metal welding plumes is in case of high power solid state laser welding negligibly small. By contrast, the diffraction effects of shorter wavelength laser radiation are considerable. According to the results of preliminary studies, the fine condensed metal particles in the welding plume can lead to essential worsening of the laser beam quality. This work is devoted to the investigation of the lasermatter interaction during up to 20 kW ytterbium fiber laser welding of thick mild steel plates. The plume attenuation of a probe 1.3 µm wavelength diode laser beam as well as of continuous radiation in 250-600 nm wavelength range was measured during welding with and without Ar shielding gas supply. The measured results allow it to calculate average size and concentration of fine condensed metal particles in different plume areas using the multi-wavelength method and the Mie scattering theory. The plume temperature, which determines the condensation conditions, was measured by means of Fe I atom spectral line emission registration. The obtained results can be also of interest for remote metal treatment with high-power fiber or disc lasers. T2 - 30th ICALEO - International congress on applications of lasers & electro-optics CY - Orlando, FL, USA DA - 2011-10-23 PY - 2011 SN - 978-0-912035-94-9 SP - Paper 1606, 637 EP - 645 AN - OPUS4-24921 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Petrovskii, V.N. A1 - Uspenskii, S.A. A1 - Shcheglov, Pavel A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - Investigation of a vapor-plasma welding torch induced by a high-power ytterbium fiber laser KW - Laser welding KW - Condensation KW - Diagnostic of the torch PY - 2011 SN - 2079-5629 VL - 2 IS - 2 SP - 159 EP - 165 PB - MAIK Nauka AN - OPUS4-24811 LA - rus AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bachmann, Marcel A1 - Avilov, Vjaceslav A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - Multiphysics process simulation of the electromagnetic-supported laser beam welding N2 - A three-dimensional laminar steady state numerical model was used to investigate the influence of an alternating current (ac) magnetic field during high power laser beam keyhole welding of 20 mm thick nonferromagnetic aluminum. COMSOL Multiphysics was used to calculate the threedimensional heat transfer, fluid dynamics and electromagnetic field equations. Most important physical effects of the process were taken into account: Thermo-capillary (Marangoni) convection at the upper and lower weld pool boundaries, natural convection due to gravity and latent heat of solid-liquid phase transition. It is shown that the gravity drop-out associated with welding of thick plates due to the hydrostatic pressure can be prevented by the application of an ac magnetic field. The application of an oscillating magnetic field of 70 mT was investigated to allow for singlepass laser beam welding of thick aluminum plates. The flow pattern in the molten zone and the temperature distributions are significantly changed. T2 - COMSOL Conference 2011 CY - Ludwigsburg, Germany DA - 2011-10-26 KW - Electromagnetic weld pool support KW - Laser beam welding KW - Lorentz force KW - Marangoni stresses KW - Natural convection PY - 2011 SN - 978-0-9839688-0-1 IS - 11122 / 8567_bachmann_paper SP - 1 EP - 7 CY - Stuttgart AN - OPUS4-24845 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Subaric-Leitis, Andreas A1 - Brauser, Stephan A1 - Ullner, Christian A1 - Rethmeier, Michael ED - Grellmann, W. T1 - Bestimmung lokaler Spannungs-Dehnung-Kurven an Widerstandspunktschweißverbindungen von hochfesten Mehrphasenstählen mittels instrumentierter Eindringprüfung N2 - Die lokalen Festigkeiten im Bereich einer Schweißverbindung sind maßgebend für deren Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen. Im Gegensatz zu anderen präparationsaufwendigen Methoden, z. B. die Untersuchung von Mikro-Zugproben, liefert die instrumentierte Eindringprüfung mit deutlich geringerem Aufwand Verläufe von Festigkeiten mit sehr guter Ortsauflösung. Es werden wahre Spannungs-Dehnungs-Kurven aus zyklischen Eindringversuchen mittels Auswertungen auf der Basis repräsentativer Spannungen und Dehnungen und auf der Basis neuronaler Netze an Punktschweißverbindungen zweier hochfester Stähle, eines TRIP-Stahls und eines martensitischen Stahls, sowie eines weichen niedrig legierten Stahls bestimmt, jeweils im Bereich des Grundwerkstoffs und der Schweißlinse. N2 - The local strength properties in the region of weld joints are essential for their resistance to mechanical stress. In contrast to an alternative method of determining the local stress strain behaviour i.e. the preparation intensive, destructive micro tensile test the instrumented indentation test provides gradients of strength properties with excellent local resolution. Two methods of determining true stress strain curves from cyclic indentation test have been used in Order to investigate the strength behaviour in the region of resistance spot welded joints of two high strength steels, a TRIP steel, and a martensitic Steel and on the other hand a mild steel. T2 - DVM-Tagung Werkstoffprüfung 2011 - Neue Entwicklungen in der Werkstoffprüfung - Herausforderungen an die Kennwertermittlung CY - Berlin, Germany DA - 01.12.2011 KW - Lokale Festigkeit KW - Spannungsdehnungskurve KW - Instrumentierte Eindringprüfung KW - Punktschweißverbindung KW - Locally resolved strength KW - Flow curve KW - Instrumented indentation test KW - Spot weld PY - 2011 SN - 978-3-9814516-1-0 SN - 1861-8154 N1 - Serientitel: DVM-Bericht – Series title: DVM-Bericht IS - 643 SP - 343 EP - 348 AN - OPUS4-24978 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Polami, S.M. A1 - Rethmeier, Michael A1 - Schmid, A. T1 - Friction welding of drive pinions for heavy-duty trucks T2 - 5. VDI-Fachtagung Welle-Nabe-Verbindungen CY - Nürtingen, Germany DA - 2012-09-25 PY - 2012 SN - 978-3-18-092176-1 SN - 0083-5560 N1 - Serientitel: VDI-Berichte – Series title: VDI-Berichte VL - 2176 SP - 211 EP - 219 PB - VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-27749 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Rethmeier, Michael A1 - Weber, Gert A1 - Gaul, H. A1 - Brauser, Stephan T1 - Untersuchungen zur Ermüdungsfestigkeit von Widerstandspunktschweißverbindungen aus hochfesten Mehrphasenstählen unter Berücksichtigung fertigungsspezifischer Einflüsse N2 - Unter den rauen Bedingungen in der Automobilrohkarosseriefertigung lassen sich schweißbedingte Imperfektionen wie Risse beim Widerstandspunktschweißen von hochfesten Stählen nicht immer vermeiden. Für die sichere Auslegung ist die Kenntnis über den Einfluss solcher Risse von erheblicher Bedeutung. PY - 2011 SN - 978-3-942541-04-6 VL - P 802 SP - 1 EP - 86 PB - Verlag und Vertriebsgesellschaft mbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-25450 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael T1 - Schweißen mit dem Faserlaser T2 - Laserverbund Berlin/Brandenburg, BAM CY - Berlin, Germany DA - 2007-01-18 PY - 2007 AN - OPUS4-15885 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael T1 - MIG-Schweißen von Mg-Legierungen T2 - Kolloquium Fügen und Beschichten von Werkstoffen, IWF CY - Berlin, Germany DA - 2007-06-06 PY - 2007 AN - OPUS4-15886 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael ED - H.-W. Zoch, ED - T. Lübben, T1 - Distortion optimisation of beam-welded industrial parts by means of numerical welding simulation T2 - 2nd International Conference on Distortion Engineering (IDE 2008) CY - Bremen, Germany DA - 2008-09-17 KW - Distortion KW - Optimisation KW - Industrial Parts KW - Numerical Welding Simulation KW - Beam Welding PY - 2008 SP - 483 EP - 490 AN - OPUS4-18278 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Gook, Sergej A1 - Stelling, Karen A1 - Lammers, Marco A1 - Rethmeier, Michael T1 - Laserstrahl- und Laser-MSG-Hybridschweißen mit einem 20-kW-Faserlaser PY - 2008 SP - 20 EP - 30 AN - OPUS4-18321 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Pittner, Andreas A1 - Weiss, D. A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael T1 - A methodology for the fast temperature field generation for welding simulation T2 - 17th International Conference "Computer Technology in Welding and Manufacturing" CY - Cranfield, UK DA - 2008-06-18 KW - Welding simulation KW - Temperature field generation KW - Short calculation time KW - Multiple experiments KW - Inverse heat conduction problem KW - Neural networks PY - 2008 SN - 978-1-903761-07-6 SP - 1 EP - 12 PB - TWI CY - Cambridge AN - OPUS4-18290 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael A1 - Dilger, K. A1 - Michailov, V. ED - H.K.D.H. Bhadeshia, ED - H. Cerjak, ED - E. Kozeschnik, T1 - Sensitivity Analysis of Welding Simulation Depending on Material Properties Value Variation PY - 2007 SN - 978-3-902465-69-6 SP - 1107 EP - 1128 CY - Graz, Austria AN - OPUS4-16488 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Roeren, S. A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael ED - H.K.D.H. Bhadeshia, ED - H. Cerjak, ED - E. Kozeschnik, T1 - Different approaches to model clamping conditions within a welding simulation PY - 2007 SN - 978-3-902465-69-6 SP - 1093 EP - 1106 CY - Graz, Austria AN - OPUS4-16489 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael A1 - Dilger, K. ED - H.K.D.H. Bhadeshia, ED - H. Cerjak, ED - E. Kozeschnik, T1 - Analysis of the transient deformation behaviour and numerical optimisation of an electron beam welded gearwheel PY - 2007 SN - 978-3-902465-69-6 SP - 1155 EP - 1166 CY - Graz, Austria AN - OPUS4-16490 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael A1 - Weiss, D. ED - H.K.D.H. Bhadeshia, ED - H. Cerjak, ED - E. Kozeschnik, T1 - Rapid generation of temperature fields for simulation of welding distortions PY - 2007 SN - 978-3-902465-69-6 SP - 835 EP - 846 CY - Graz, Austria AN - OPUS4-16491 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael ED - F. Vollertsen, ED - J. Sakkiettibutra, T1 - Influence of Material Properties on Numerically Calculated Welding Distortions T2 - International Workshop on Thermal Forming and Welding Distortion (IWOTE `08) CY - Bremen, Germany DA - 2008-04-22 KW - Schweißen KW - Simulation KW - Werkstoffe KW - Sensitivität PY - 2008 SP - 35 EP - 44 AN - OPUS4-17447 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael A1 - Gumenyuk, Andrey T1 - Laserstrahlschweißen hoher Blechdicken T2 - Hannover-Messe CY - Hanover, Germany DA - 2008-04-21 PY - 2008 AN - OPUS4-17764 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael A1 - Schwenk, Christopher T1 - Application of numercial welding simulation for distortion optimisation of beam weld parts T2 - AKL 08, International Laser Technology Congress CY - Aachen, Germany DA - 2008-05-07 PY - 2008 AN - OPUS4-17765 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael T1 - Welding of Light Metals in the Automotive Industry T2 - VI-IPSUS Summer School CY - Hamburg, Germany DA - 2008-09-09 PY - 2008 AN - OPUS4-18485 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael A1 - Gumenyuk, Andrey T1 - New approaches of welding thick steel plates with fibre lasers T2 - 4th Internatinal Symposium High-Power Fibre Laser CY - Saint Petersburg, Russia DA - 2008-06-24 PY - 2008 AN - OPUS4-18486 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael A1 - Gumenyuk, Andrey T1 - Anwendung von Hochleistungslasern für das Schweißen von Rohren T2 - ILT CY - Aachen, Germany DA - 2008-10-16 PY - 2008 AN - OPUS4-18487 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Brauser, Stephan A1 - Rethmeier, Michael A1 - Noack, T. A1 - Jüttner, S. T1 - Einfluss von Oberflächenrissen auf die dynamische Festigkeit von Widerstandspunktschweißverbindungen aus hochfestem austenitischen Stahl N2 - Bei hochfesten austenitischen Stählen können unter den Produktionsbedingungen in der Rohkarosseriefertigung schweißbedingte Risse beim Widerstandspunktschweißen entstehen. Der Einfluss solcher Risse auf die dynamische Festigkeit ist derzeit nicht hinreichend bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden daher Schweißrisse verschiedener Lage und Ausbildung hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Festigkeit und das Bruchverhalten von Widerstandspunktschweißverbindungen im Hochgeschwindigkeitsscherzug untersucht. Dabei konnte durch die Analyse der Kraft-Weg-Verläufe, der Scherzugfestigkeit und des Energieaufnahmevermögens nachgewiesen werden, dass Oberflächenrisse im Übergangsbereich und im Randbereich des Elektrodeneindrucks bei den hier vorliegenden Bedingungen keinen negativen Einfluss auf die dynamische Festigkeit haben. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- In the case of high-strength austenitic steels, welding-induced cracks may arise during resistance spot welding in the rough conditions of body shell fabrication. The influence of such cracks on the dynamic strength is not sufficiently well-known at present. Within the framework of this paper, welding cracks in various positions and with various formations were therefore investigated with regard to their effect on the strength and fracture behaviour of resistance-spot-welded joints subjected to high-speed shear tension. In this respect, the analysis of the force/displacement courses, the tensile shear strength and the energy absorption capacity served to prove that surface cracks in the interfacial region and in the peripheral region of the electrode indentation do not have any negative influence on the dynamic strength for the tested circumstances. KW - Fahrzeugbau KW - Festigkeit KW - Hochfester Stahl KW - Rissbildung KW - Widerstandspressschweißen KW - Werkstofffragen KW - Vehicle construction KW - Strength KW - High-strength steel KW - Crack formation KW - Resistance pressure welding KW - Material questions PY - 2013 SN - 0036-7184 VL - 65 IS - 6 SP - 322 EP - 327 PB - Verl. für Schweißen u. Verwandte Verfahren, DVS-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-28978 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Gook, S. T1 - Laser-hybrid welding for pipe production and pipe laying of thick large diameter pipes T2 - IIW 2013 - 7th Asia Pacific IIW International congress 2013 CY - Singapore DA - 2013-07-08 PY - 2013 SP - 417 EP - 423 AN - OPUS4-28935 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Albert, F. A1 - Baum, S. A1 - Goecke, S. A1 - Müller, A. A1 - Sievi, P. A1 - Rethmeier, Michael T1 - Nahtgeführtes Laserstrahl-Remoteschweißen mit Strahloszillation - Beeinflussung der Schweißnahtanmutung, der Schweißnahtgeometrie und der Spaltüberbrückbarkeit PY - 2013 SN - 0036-7184 VL - 65 IS - 9 SP - 631 EP - 635 PB - Verl. für Schweißen u. Verwandte Verfahren, DVS-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-29300 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Gook, Sergej ED - Michailov, V. ED - Ossenbrink, R. ED - Doynov, N. T1 - High power laser beam welding T2 - International symposium welding technology - Processes, materials, simulation CY - Senftenberg, Germany DA - 2013-11-06 KW - High strength steel KW - Laser hybrid welding KW - Orbital welding KW - Modified spray arc KW - Longitudinal weld KW - Pipeline PY - 2013 SN - 978-3-8440-2319-0 SN - 1867-4887 N1 - Serientitel: Berichte des Lehrstuhls Füge- und Schweißtechnik der BTU Cottbus – Series title: Berichte des Lehrstuhls Füge- und Schweißtechnik der BTU Cottbus VL - 4 SP - 25 EP - 41 PB - Shaker Verlag GmbH AN - OPUS4-29594 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pittner, Andreas A1 - Weiss, D. A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael ED - V.I. Makhnenko, T1 - Fast generation and prediction of welding temperature fields for multiple experiments N2 - The objective of this paper is to demonstrate a new simulation technique which allows the fast and automatic generation to temperature fields based on a combination of empirical and phenomenological modelling techniques. The automatic calibration of the phenomenological model is performed by a multi-variable global optimisation routine which yields the optimal fit between simulated and experimental weld charcteristics without the need for initial model parameters. For exemplary welding processes it is shown that linear 3D heat conduction models can approximate measured temperature fields with a high accuracy. The modelling approach presented comprises the automatic calibration against multiple experiments which permits simulating the temperature field for unknown process parameters. The validation of this composite simulation model is performed for exemplary welding processes and includes the prediction of the fusion line in the cross section and the corresponding thermal cycles. T2 - 4th International Conference - Mathematical modelling and information technologies in welding and related processes CY - Katsiveli, Crimea, Ukraine DA - 2008-05-27 KW - Welding simulation KW - GMA-laser hybrid welding KW - Laser beam welding KW - Neural networks KW - Global optimisation KW - Stochastic search method KW - Inverse heat conduction problem KW - Model prediction PY - 2008 SP - 134 EP - 140 CY - Kiev, Ukraine AN - OPUS4-19639 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Pittner, Andreas A1 - Weiss, D. A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael T1 - Fast temperature field generation for welding simulation and reduction of experimental effort N2 - The quality of welding processes is governed by the occurring induced distortions yielding an increase in production costs due to necessary reworking. Especially for more complex specimens it is difficult to evaluate the optimal configuration of welding sequences in order to minimise the distortion. Even experienced welding operators can solve this task only by trial and error which is time and cost consuming. In modern engineering the application of welding simulation is already known to be able to analyse the heat effects of welding virtually. However, the welding process is governed by complex physical interactions. Thus, recent weld thermal models are based on many simplifications. The state of the art is to apply numerical methods in order to solve the transient heat conduction equation. Therefore, it is not possible to use the real process parameters as input for the mathematical model. The model parameters which allow calculating a temperature field that is in best agreement with the experiments cannot be defined directly but inversely by multiple simulations runs. In case of numerical simulation software based on finite discretisation schemes this approach is very time consuming and requires expert users. The weld thermal model contains an initial weakness which has to be adapted by finding an optimal set of model parameters. This process of calibration is often done against few experiments. The range of model validity is limited. An extension can be obtained by performing a calibration against multiple experiments. The focus of the paper is to show a combined modelling technique which provides an efficient solution of the inverse heat conduction problem mentioned above. On the one hand the inverse problem is solved by application of fast weld thermal models which are closed form solutions of the heat conduction equation. In addition, a global optimisation algorithm allows an automated calibration of the weld thermal model. This technique is able to provide a temperature field automatically that fits the experimental one with high accuracy within minutes on ordinary office computers. This fast paradigm permits confirming the application of welding simulation in an industrial environment as automotive industry. On the other hand, the initial model weakness is compensated by calibrating the model against multiple experiments. The unknown relationship between model and process parameters is approximated by a neural network. The validity of the model is increased successively and enables to decrease experimental effort. For a test case it is shown, that this approach yields accurate temperature fields within very short amount of time for unknown process parameters as input data to the model contributing to the requirement to construct a substitute system of the real welding process. KW - Welding simulation KW - Temperature field generation KW - Short calculation time KW - Multiple experiments KW - Inverse heat conduction problem KW - Neural networks PY - 2009 IS - SC-Auto-32-09 SP - 1 EP - 11 PB - International Institute of Welding CY - Paris AN - OPUS4-19744 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Gook, Sergej T1 - Laser-Hybrid Welding of Thick Plates T2 - Präsentation Institutskolloquium Prof. C.S. Wu, Shandong University CY - Jinan, China DA - 2009-07-08 PY - 2009 AN - OPUS4-19728 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Grünenwald, S. A1 - Seefeld, T. A1 - Vollertsen, F. A1 - Gook, Sergej A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen dicker Bleche aus Rohrleitungsstahl mit Faserlasern hoher Leistung N2 - In diesem Beitrag werden die Ergebnisse aus einem gemeinschaftlich durchgeführten Forschungsprojekt zur Schweißeignung unlegierter Stähle mit Laserstrahl- und Lichtbogenschweißverfahren vorgestellt. Es wurden Schweißversuche in Ein- sowie Mehrlagentechnik mit Blechdicken von 16, 20 und 28 mm durchgeführt sowie die Prozessgrenzen für die Spaltüberbrückbarkeit, den Kantenversatz und das Schweißen in Zwangspositionen untersucht. Für die Schweißversuche kamen Faserlaser mit Leistungen von 8, 20 und 30 kW in Verbindung mit einem MAG-Schweißprozess als Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen zum Einsatz. Mit dem 30-kW-Faserlaser war es möglich, 28 mm dicke Bleche einlagig zu schweißen, jedoch besteht weiterer Forschungsbedarf, um Aussagen über die erreichbare Qualität treffen zu können. Bei 20 kW Laserstrahlleistung wurde zum einlagigen Schweißen von Blechen mit einer Dicke von 20 mm eine entsprechende Nahtvorbereitung benötigt, 16 mm dicke Bleche konnten dagegen ohne Vorbereitung der Naht im Stumpfstoß geschweißt werden. In der Mehrlagentechnik wurden mit dem 8-kW-Faserlaser 16 mm dicke Bleche vorbereitet mit einer Y-Naht geschweißt. Hierbei wurde die Wurzellage hybrid geschweißt, die Füll- und Decklagen mit einem reinen MAG-Prozess. PY - 2010 SN - 0036-7184 VL - 62 IS - 6 SP - 338 EP - 347 PB - Verl. für Schweißen u. Verwandte Verfahren, DVS-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-21810 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rethmeier, Michael T1 - Schweißen mit dem Faserlaser T2 - 11. IFS-Kolloquium CY - Braunschweig, Germany DA - 2007-10-12 PY - 2007 AN - OPUS4-21827 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael T1 - Distortion optimisation of beam-welded industrial parts by means of numerical welding simulation KW - Distortion KW - Optimisation KW - Weld plan modification KW - Industrial parts KW - Automotive application KW - Numerical welding simulation KW - Laser beam welding KW - Electron beam welding KW - Finite element analysis KW - FEA PY - 2010 SN - 1741-8410 SN - 1741-8429 VL - 5 IS - 4/5 SP - 412 EP - 422 PB - Inderscience Enterprises Ltd CY - Genève, Switzerland AN - OPUS4-22705 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Gook, Sergej A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - Laser-GMA-hybrid welding of large diameter pipes of grade X65 T2 - 2nd South-east european IIW international congress - "Welding - high-tech technology in the 21st century" CY - Sofia, Bulgaria DA - 2010-10-21 KW - High-power laser KW - Fiber laser KW - Pipeline KW - Hybrid welding KW - Girth welding PY - 2010 SN - 978-954-9322-25-5 SP - 139 EP - 144 AN - OPUS4-22720 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Thater, Raphael A1 - Perret, William A1 - Schwenk, Christopher A1 - Alber, U. A1 - Rethmeier, Michael T1 - Industrial application of welding temperature field and distortion visualization using FEA N2 - The non-uniform heat input during the welding process leads to problematic permanent deformations of welded parts. The control of these welding distortions is, with the absence of the knowledge of the fundamental mechanisms responsible for these deformations, an extremely time and cost consuming iterative “trial-and-error” optimization process. The visualization of the involved physical phenomena, like temperature and distortions, .is an indispensable tool to clearly identify these mechanisms in order to adapt the welding parameters and clamping conditions target-oriented. Both experimental and virtual methods exist to obtain these physical data, however the possibilities to visualize them with experimental methods are laborious, expensive and limited in their application. Welding Simulation using finite element analysis (FEA) offers many benefits and has a great potential to reduce the experimental effort. Nevertheless, the industrial application of welding Simulation is not yet established widely because of reservations regarding the computation costs and the resulting accuracy for instance. In this paper, the results of a case study for a welding Simulation with an industrial background are presented. A welded assembly from the automotive industry has been investigated with numerical and experimental methods. A comparison between both methods demonstrates the Potentials of welding Simulation in terms of visualization. Furthermore, the numerical results reveal the possibilities of current resources. regarding calculation time and result accuracy of an industrial applied welding Simulation. T2 - VISUAL-JW 2010 - The international symposium on visualization in joining & welding science through advanced measurements and simulation CY - Osaka, Japan DA - 11.11.2010 KW - Numerical welding simulation KW - Temperature field KW - Distortion KW - Industrial application KW - Automotive assembly PY - 2010 VL - 1 IS - PT-31 SP - 245 EP - 246 AN - OPUS4-22721 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schwenk, Christopher A1 - Tikhomirov, D. A1 - Eßer, G. A1 - Rethmeier, Michael T1 - General standard for welding simulation N2 - For differentiating the applicability of various numerical welding Simulation methods as well as unifying the prerequisites and the Steps to be taken in Simulation, normative codes are required for the user. Since any standard-like documents are currently still lacking in this field, DIN German Institute for Standardization has set up the Standards Committee NA 092-00-29-AA "Welding Simulation" dealing with the preparation of respective documents. This committee was initiated in partnership with the joint committee FA 12 "Weld Simulation on Application" of the Research Association of DVS German Welding Society. The objective of this Standardization work in the field of numerical welding Simulation is to prepare a DIN SPEC with a view to standardizing the approaches to the Simulation of various welding phenomena and processes over the long run. In a draft version of DIN SPEC 32534 that has already been prepared by the above mentioned Committee, the structure of the primary document was stated. The primary document specifies the application fields and the key terms of welding Simulation. In addition, the generally valid Simulation structure has been established which is intended to serve as a recommendation for customers and suppliers in formulating and handling a Service order as well as for persons who Start doing welding Simulation for the first time. This article focuses on the presentation of the new DIN SPEC 32534-1 explaining the major Simulation Steps. It additionally addresses the Classification of the secondary documents depending on the welding process and on the desired Simulation result. Finally, it gives an overview of the other subject areas dealt with in the Standards Committee NA 092-00-29-AA "Welding Simulation" as well as of the international activities in this field. T2 - IIW SC-Auto Intermediate Meeting CY - Ijmuiden, The Netherlands DA - 11.04.2011 KW - Welding simulation KW - Standardization KW - Applicability KW - Execution KW - Result display PY - 2011 IS - SC-Auto-44-11 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-23519 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Heinze, Christoph A1 - Schwenk, Christopher A1 - Rethmeier, Michael T1 - Experimentelle und numerische Analyse des Geometrieeinflusses auf den Schweißeigenspannungszustand N2 - Die vorliegende Arbeit stellt Untersuchungen im Rahmen eines Forschungsprojektes mit Schwerpunkt in der experimentellen und numerischen Analyse schweißbedingter Eigenspannungen und Verzüge beim Mehrlagenschweißen dar. Das Auftreten von kritischen Eigenspannungszuständen und untolerierbaren Verzügen während des Fertigungsprozesses verursacht durch erforderliche Nacharbeiten, wie z.B. Richten oder Wärmenachbehandlungen, zusätzliche Kosten. Diese Nacharbeiten können vermieden werden, wenn die numerische Schweißsimulation auf der Grundlage von zuverlässigen Berechnungsergebnissen zur Optimierung angewandt wird. Die Analyse des Eigenspannungszustandes erfolgt an 5 mm dicken Blechen des unlegierten Baustahls S355J2, wobei Stumpfnaht-Verbindungen mittels Metall-Aktiv-Gas-(MAG)-Schweißen ausgeführt worden sind. Im Zusammenhang mit den Experimenten werden sowohl Temperaturzyklen und Eigenspannungen gemessen als auch Schmelzbadgeometrie und Mikrostruktur ermittelt. Auf der Basis eines experimentell validierten Temperaturfeldes und umfangreichen röntgenografischen Eigenspannungsuntersuchungen erfolgen numerische Strukturberechnungen. Die auftretenden Phasenumwandlungen werden in der Simulation berücksichtigt. Die Betrachtung verschiedener Blechkonfigurationen gibt den Einfluss der Blechlänge auf das Niveau der entstehenden Eigenspannungen wieder. Es stellt sich heraus, dass sich die Quereigenspannungen in den nahtnahen Bereich mit zunehmender Blechlänge in den Druckbereich verschieben. Dieses Verhalten kann durch die experimentell validierte Struktursimulation des vorliegenden Prozesses numerisch abgebildet werden und schafft somit den Ausgangspunkt für die spätere Berechnung von mehrlagigen Schweißnähten. T2 - SYSWELD Forum 2009 CY - Weimar, Deutschland DA - 2009-10-22 KW - Schweißsimulation KW - Eigenspannungen KW - Geometrie KW - Validierung KW - Sysweld PY - 2009 SN - 978-3-86068-401-6 SP - 62 EP - 74 PB - Universitätsverlag Weimar AN - OPUS4-20674 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -