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Mathematical analysis of the bulging effect in high power laser beam welding of thick steel sheets

  • The present work is devoted to the mathematical analysis of the bulging effect in high-power laser beam welding of thick steel sheets. The numerical results are based upon experimental results from previous studies, revealing the relationships between the bulging effect, the hot cracking formation, and the distribution of alloying elements in the weld pool. The widening of the molten pool in its middle area is observed for both complete and partial penetration welding of 8 mm - 15 mm thick structural steel sheets. The weld pool shape is extracted from the simulations to evaluate the extent of the necking and bulging of the solidification isotherm and their influence on the hot cracking formation and the mixing behavior of the weld pool. Relying on an earlier numerical study utilizing a fixed keyhole, simulation models considering a dynamic keyhole are developed thereto. The link between the bulge and the studied phenomena is found to be significant.

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Autor*innen:Antoni ArtinovORCiD
Koautor*innen:Xiangmeng Meng, Marcel Bachmann, Michael Rethmeier
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Englisch
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.3 Schweißtechnische Fertigungsverfahren
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Bulge effect; Deep penetration laser beam welding; Hot cracking; Mixing behavior; Necking; Numerical modelling
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Veranstaltung:Beam Technologies & Laser Applications
Veranstaltungsort:Saint Petersburg, Russia
Beginndatum der Veranstaltung:20.09.2021
Enddatum der Veranstaltung:24.09.2021
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:27.09.2021
Referierte Publikation:Nein
Eingeladener Vortrag:Nein
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