Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Filtern
Dokumenttyp
- Beitrag zu einem Tagungsband (80) (entfernen)
Schlagworte
- Laser beam welding (15)
- Additive Manufacturing (9)
- Numerical simulation (6)
- Additive Fertigung (5)
- DED (5)
- Solidification cracking (5)
- TiB2 (5)
- AM (4)
- Laser Metal Deposition (4)
- Laserimplantation (4)
- Laserstrahlschweißen (4)
- Numerical modeling (4)
- Weld pool shape (4)
- AISI D2 (3)
- Additive manufacturing (3)
- Deep penetration laser beam welding (3)
- Directed Energy Deposition (3)
- Laser implantation (3)
- Mechanical properties (3)
- Porosity (3)
- Surface texturing (3)
- Bulging effect (2)
- Defokussierung (2)
- Directed Enery Deposition (2)
- Elektromagnetische Schmelzbadunterstützung (2)
- Elektronenstrahlschweißen (2)
- Element transport (2)
- Endkrater (2)
- FGM (2)
- Hybrid Laser Arc Welding (2)
- Laser metal deposition (2)
- Laser-Hybridschweißen (2)
- Laser-Pulver-Auftragschweißen (2)
- Laserhybridschweißen (2)
- Magnetohydrodynamics (2)
- Rundnaht (2)
- Schweißnahtbewertung (2)
- Thermography (2)
- WAAM (2)
- Weld pool dynamics (2)
- X38CrMoV5-3 (2)
- Überlappbereich (2)
- 316L (1)
- 3D Druck (1)
- 3D printing (1)
- 9%Ni steel, (1)
- Additive Manufacturing (AM) (1)
- Aerosol measurements (1)
- Al-Mg-Si-Legierungen (1)
- Al/Mg alloys (1)
- AlSi10Mg (1)
- Alloy 247 (1)
- Aluminium-Druckguss (1)
- Analytical model (1)
- Artungleiche Werkstoffe (1)
- Auftragschweißen (1)
- Auftriebskräfte (1)
- Bewegtes Gitter (1)
- Bulge formation (1)
- CFD-model (1)
- Calculation time (1)
- Charpy impact toughness (1)
- Conventional Ni-based austenitic welding electrode (1)
- Critical strain (1)
- Cryogenic Steel (1)
- Cryogenic steel (1)
- Crystal branch development (1)
- CuSn1 (1)
- DED-EB (1)
- Deep penetration (1)
- Dickblech (1)
- Direct Energy Deposition (1)
- Direct Laser Metal Deposition (1)
- Direct energy deposition (1)
- Directed energy deposition (1)
- Distortion simulation (1)
- EBAM (1)
- Edge effects (1)
- Efficient modelling (1)
- Electromagnetic Weld Pool Support (1)
- Electromagnetic forces (1)
- Electron beam (1)
- Elektonenstrahlschweißen (1)
- Elektromagnetische Porenreduktion (1)
- Elektromagnetische Schmelzbadbeeinflussung (1)
- Elektromagnetische Schmelzbadsicherung (1)
- Elektromagnetische Schmelzbadstütze (1)
- End-crater (1)
- Equivalent heat source (1)
- FE-model (1)
- Ferritic welding electrode (1)
- Ferromagnetischer Stahl (1)
- Filler material distribution (1)
- Friction stir welding (1)
- Full Penetration (1)
- Fume (1)
- Functionally Graded Materials (1)
- Funktionally Graded Material (1)
- Fügequalität (1)
- Fügetechnologie (1)
- Grain refinement (1)
- Heat conduction (1)
- Heißrisse (1)
- High power laser beam welding (1)
- Highspeed-plasma-laser-cladding (1)
- Hochfester Stahl (1)
- Hochleistungslaserstrahlschweißen (1)
- Hochleistungsschweißen (1)
- Hot-Stamping (1)
- Hybrid components (1)
- Hybrid laser arc welding (1)
- Hybrid laser-arc welding (1)
- Hybrid-laser-arc welding (1)
- In situ strain (1)
- Inconel 718 (1)
- Joining dissimilar materials (1)
- KI (1)
- Keyhole collapse (1)
- Keyhole mode laser beam welding (1)
- Keyhole mode welding (1)
- Knotenweise Zwangsbedingungen (1)
- Korrosionsschutz (1)
- Künstliche Intelligenz (1)
- Künstliche Neuronale Netze (1)
- LMD (1)
- Laser (1)
- Laser Metal Deposition; Laser Beam Welding; Duplex; Stainless Steel (1)
- Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) (1)
- Laser Pulver Auftragsschweißen (1)
- Laser energy distribution (1)
- Laser metal deposition (LMD) (1)
- Laser powder bed fusion (1)
- Laser welding (1)
- Laser- und Lichtbogenenergie (1)
- Laser-Pulver-Auftragschweißen (LPA) (1)
- Laser-Pulver-Auftragschweißen; Laserstrahlschweißen, Duplex, Pufferschichten (1)
- Laser-beam welding, (1)
- Laser-metal-deposition (1)
- Laser-plasma hybrid (1)
- Laserdispergieren (1)
- Laserpulverauftragschweißen (1)
- Lichtbogensensorik (1)
- Low Temperature Toughness (1)
- MAG Prozesssteuerung (1)
- MSG-Engspaltschweißen (1)
- MSG-Schweißen (1)
- Magnetic field (1)
- Maritime Components (1)
- Mechanisch technologische Kennwerte (1)
- Microstructure (1)
- Molten pool behaviour (1)
- Molten pool dynamics (1)
- Moving mesh (1)
- Multi - physical modeling (1)
- Multispectral thermography (1)
- Neuronales Netz (1)
- Nickel-based superalloy (1)
- Nickelbasis-Superlegierungen (1)
- Numerical modelling (1)
- Numerical process simulation (1)
- Numerische ISmulation (1)
- Oberflächenmessung (1)
- Optical measurement (1)
- Optische Emissionsspektroskopie (OES) (1)
- Oscillating magnetic field (1)
- Oscillating vapor plume (1)
- Partial penetration (1)
- Particle gas emission (1)
- Path planning (1)
- Penetration depth (1)
- Periodic solidification pattern (1)
- Pipeline steel X120 (1)
- Plasma (1)
- Plasma-Transferred-Arc (1)
- Plasma-transferred-arc (1)
- Plume (1)
- Porosität (1)
- Powder Analysis (1)
- Presshärten (1)
- Process monitoring (1)
- Process simulation (1)
- Profilvermessung (1)
- Prozesssimulation (1)
- Ray tracing (1)
- Ray tracing method (1)
- Ray-tracing (1)
- Recycling (1)
- Ringversuch (1)
- SLM printed plasma torch (1)
- SMAW (1)
- Schallemissionsanalyse (SEA) (1)
- Schweißen von kaltzähen Stählen (1)
- Selective Laser Melting (1)
- Sensorik (1)
- Solidification (1)
- Solidification behaviour (1)
- Solidification craking (1)
- Spatter (1)
- Stahl und Aluminium (1)
- Stainless Steel (1)
- Statistische Versuchsplanung (1)
- Steel (1)
- Steel and aluminium (1)
- Strain rate (1)
- Superelliptic Lamé curves (1)
- TES (1)
- Temperature behavior (1)
- Temperature emissivity separation (1)
- Tensile strength (1)
- Thermo-capillary convection (1)
- Thermo-fluid flow (1)
- Thermografie (1)
- Thermographie (1)
- Thick Materials (1)
- Thick-walled steel (1)
- Transient heat transfer (1)
- Tribologie (1)
- Turbulence (1)
- Ultrasonic vibration (1)
- WEBAM (1)
- Weld pool geometry (1)
- Weld pool shape approximation (1)
- Welding simulation (1)
- Widerstandspunktschweißen (1)
- Wire Electron Beam Additive Manufacturing (1)
- Wire electron beam additive manufacturing (1)
- Wärmebehandlung (1)
- Wärmenachbehandlung (1)
- X8Ni9 (1)
- deposition welding (1)
- highspeed plasma laser cladding (1)
- keyhole dynamics (1)
- laser energy absorption (1)
- laser energy distribution (1)
- laser hybrid welding (1)
- molten pool (1)
- numerical modeling (1)
- thermal cycles (1)
- thick plate welding (1)
- Äquivalente Wärmequelle (1)
Organisationseinheit der BAM
- 9.3 Schweißtechnische Fertigungsverfahren (80) (entfernen)
This article is devoted to the study of the bulging effect in deep penetration laser beam welding. The numerical results of the investigations are based upon experimental results from previous studies to reveal the relationship between the bulging effect and the hot cracking formation, as well as the mixing of alloying elements in the weld pool. The widening of the molten pool in its center area can be observed in full penetration as well as in partial penetration welds on 8 mm and 12 mm thick structural steel plates, respectively. The weld pool shape is extracted from the simulations to evaluate the extent of the necking of the solidification line as well as the bulging phenomena and its influence on the hot cracking phenomena. Relying on an earlier numerical study utilizing a fixed keyhole, simulation models considering a dynamic keyhole are developed thereto. Additionally, the mixing behavior of alloying elements during partial penetration is investigated. The link between the bulge and the studied phenomena is found to be significant.
Due to the rapid thermal cycles involved in additive manufacturing of metals, high internal stresses and peculiar microstructures occur, which influence the parts mechanical properties. To systematically examine their formation, in-process measurements of the temperature are needed. Since the part emissivity is strongly inhomogeneous and rapidly changing in the process, the applicability of thermography for the determination of thermodynamic temperatures is limited. Measuring the thermal radiation in different wavelengths simultaneously, temperature and emissivity can be separated. Here, we present results of a preliminary study using multispectral thermography to obtain real temperatures and emissivities in directed energy deposition (DED) processes.
Die Werkstoffeigenschaften im selektiven Laserstrahlschmelz-Verfahren hergestellter Bauteile werden von einer Vielzahl technologischer Parameter beeinflusst, sodass sich die Fertigungsgüte verschiedener Anlagen voneinander unterscheiden kann. Vor diesem Hintergrund wurde in der vorliegenden Arbeit untersucht, inwiefern sich durch verschiedene nachgelagerte Wärmebehandlungen die Mikrostruktur und die quasistatischen Festigkeitseigenschaften von Proben aus der Aluminiumlegierung AlSi10Mg, die mit verschiedenen Anlagen, Pulvern, Belichtungsstrategien und Prozessparametern gefertigt wurden, harmonisieren lassen. Die Versuche zeigten u.a., dass die erheblichen Festigkeitsunterschiede im Ausgangszustand unabhängig von der angewendeten Wärmebehandlungsroute aufgehoben wurden. Dennoch wurden signifikante Unterschiede in der Duktilität ermittelt. Anhand umfangreicher Bruchflächenanalysen konnte nachgewiesen werden, dass die in der Bruchfläche ermittelte Porosität eine lineare Korrelation zu der Bruchdehnung aufwies.
In diesem Beitrag werden Ergebnisse der Untersuchungen eines Verfahrens zum fehlerfreien Laserstrahl Hybridschweißen von geschlossenen Rundnähten vorgestellt. Das Verfahren zielt auf die Vermeidung von Schweißimperfektionen im Überlappbereich einer laserstrahlhybridgeschweißten Rundnaht. Eine Strategie der Prozessführung beim Schließen der Rundnaht wurde entwickelt, mit der ein fehlerfreier Überlappbereich durch die Kontrolle der Erstarrungsbedingungen am Schweißnahtende erreicht wird. Die kontrollierte Wärmeführung wird durch eine Anpassung der Parameter von beiden beteiligten Schweißprozessen, dem Laserstrahl- sowie MSG Schweißprozess realisiert. Experimentelle Untersuchungen wurden an 12 mm bis 15 mm dicken Rohrabschnitten durchgeführt. Der Einfluss von Prozessparametern wie der Laserleistungsrampe und Rampenzeit, der Veränderung des Abbildungsmaßstabes und der Defokussierung des Laserstrahls auf die Erstarrungsbedingungen am Ende der Rundnaht wurde untersucht, um eine optimale Strategie zum Herausführen der Prozessenergie zu finden. Im Rahmen der experimentellen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass eine Defokussierung des Laserstrahls im Bereich zwischen 60 mm und 100 mm über einen kurzen Auslaufbereich der Naht von ca. 15 mm zu einer deutlich besseren Nahtausbildung im Überlappbereich führte. Es konnte eine günstige kelchförmige Schweißnahtform ohne eine Tendenz zur Rissbildung erzielt werden. Die Laseroptik mit motorisch angesteuertem Linsensystem ermöglichte dabei eine Vergrößerung des Laserstrahldurchmessers ohne eine Veränderung der Position des MSG-Lichtbogens relativ zur Bauteiloberfläche.
Nickelbasis-Superlegierungen sind seit vielen Jahren in unterschiedlichen Industrieanwendungen im Einsatz. Aufgrund der großen Heißrissneigung ist das Schweißen dieser Werkstoffe jedoch bei einer Vielzahl von Legierungen problematisch. Neue Arbeiten auf dem Gebiet zeigen, dass entgegen den gängigen Theorien auch reduzierte Schweißgeschwindigkeiten eine Tendenz zur Verringerung der Rissneigung aufweisen. Bisher existieren jedoch kaum Erkenntnisse zum Prozessverhalten in diesem Parameterbereich. In dieser Arbeit wird daher der Einfluss der relevanten Prozessparameter beim Elektronenstrahlschweißen (EBW) auf die Nahtgestalt im Bereich geringer Vorschubgeschwindigkeiten untersucht. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse soll ein Ansatz zum rissfreien Fügen von komplexen Nickelbasis-Superlegierung gebildet werden. Die praktische Umsetzbarkeit wird abschließend anhand einiger Probeschweißungen an einem besonders heißrissgefährdeten Werkstoff demonstriert. Um fehlerfreie Verbindungen zu ermöglichen, wurden zunächst die relevanten Parameter für die Einstellung von Nahtbreite, Einschweißtiefe, Aspektverhältnis und Nahtfläche anhand einer Versuchsreihe mit 17 Blindschweißungen auf einer 12 mm dicken Platte aus Inconel 718 bestimmt. Die genaue Beschreibung des Einflusses der als signifikant identifizierten Faktoren erfolgte über die Anwendung einer Regressions- und Varianzanalyse. Die Ergebnisse zeigen, dass die Einschweißtiefe, die Nahtbreite, das Aspektverhältnis sowie die Nahtfläche vorrangig über den Strahlstrom, die Fokuslage sowie den Vorschub beeinflusst werden können. Auf Basis der gebildeten statistischen Modelle erfolgte die Vorhersage geeigneter Parameter für eine finale Versuchsreihe. Die abschließenden Demonstratorschweißungen wurden exemplarisch an einer Nickelbasis-Gusslegierung mit besonders hohem Ausscheidungsphasenanteil durchgeführt. Hierfür wurden Schweißungen im I- Stoß an 6,5 mm und 10 mm dicken Blechen ausgeführt. Trotz der mangelnden Schweißeignung und dem hohen Anteil an Ausscheidungsphase des Werkstoffes, zeigten sich nach Optimierung der Prozessparameter keine Heißrisse mehr.
The determination of mechanical properties of welded Steel structures such as strength or ductility is a subject of high interest for the majority of Companies in the area of metal Processing. The material Parameters can be obtained by performing the tensile test on the samples made from a part of a component. In some cases, it is highly expensive to produce the tensile specimens especially from the weld metal, which contains different type of microstructure such as weld seam or heat affected zone in an extremely small area. Therefore, a method is described in this paper to determine the material Parameters of high strength Steel structures and welded joints locally and without any additional effort to perform the tensile test. In this method, instrumented indentation technique (IIT), an indenter is pushed on the flat surface of a specimen in a certain period of time and simultaneously the applied force and the corresponding indentation path are measured. The data related to the force-indentation diagram is given as input to an artificial neural network (ANN) to obtain the material Parameters. The ANN can be trained by generating the large qualitative data sets with numerical Simulation of the IIT procedure. The Simulation must be run several times with the different material model parameter sets to generate the numerous
force-indentation diagrams as the inputs of ANN. Then, the trained ANN is validated by performing the IIT on the welded joints and comparing the obtained material Parameters from ANN with the tensile test.
Consequently, the mechanical properties of welded joints can be determined by performing the IIT and evaluating the resulting data by the ANN.
Additive Fertigungsverfahren gewinnen aufgrund der schnellen, flexiblen und kosten-günstigen Fertigung von Bauteilen zunehmend an Bedeutung. Das Laserpulverauf-tragschweißen (LPA) wurde anfangs hauptsächlich als Beschichtungsverfahren ein-gesetzt. Diese Technologie bewerkstelligt aber auch das Reparieren von verschlisse-nen Bauteilen, sodass diese zeitsparend und ressourcenschonend erneuert werden können. Die hohe Aufbaurate, die flexible Pulverzusammensetzung sowie die hohe Endkonturnähe ermöglichen heutzutage die Entwicklung und additive Fertigung von neuen Materialien, wie zum Beispiel Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen.
The development of high energy laser sources enables single-pass welds of thick plates up to 30 mm, but often additional materials are needed to influence the properties of the weld seams. However, the homogenous distribution of filler materials in form of e.g. electrodes is only possible up to 7 mm while the elements are only traceable up to a depth of 14 mm. To overcome this problem a two-step process is used where first the edges of the weld partners are coated with the filler material by laser metal deposition (LMD) and afterwards are welded by laser beam. Single-pass welds with electromagnetic weld pool support of 30 mm thick S355 J2+N-plates with austenitic AISI 316L-coatings were investigated as well as the influence of the coatings to the penetration depth of the laser beam without electromagnetic weld pool support in double-sided joints. The weld seams were tested by X-ray inspection and cross sections.
Duplexstähle finden aufgrund ihrer Eigenschaften, wie der guten Korrosionsbeständigkeit, einer hohen Festigkeit bei gleichzeitig guter Duktilität häufig industrielle Anwendung. Durch die hohen Abkühlraten beim Laserstrahlschweißen weisen Schweißnähte jedoch anstelle eines ausgeglichenen Duplexgefüges einen deutlich erhöhten Ferritanteil, im Vergleich zum Basiswerkstoff, auf. Dies führt zu einer verringerten Duktilität sowie Korrosionsbeständigkeit. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Prozess entwickelt, der auf einer Kantenbeschichtung mit nickelhaltigem Zusatzmaterial der zu fügenden Bleche mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen (LPA) basiert.
Die resultierenden Schweißnähte wurden zerstörend anhand von Schliffbildern, EDX-Aufnahmen, Härtemessungen und Kerbschlagbiegeversuchen geprüft.