Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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The assessment of high cycle fatigue in additive manufactured (AM) components is a challenge due to complex microstructure, anisotropic material behavior, residual stresses and porosity / lack-of-fusion defects. Due to the statistical distribution of defects, a high scatter band of S-N-curves is expected. The fracture mechanics-based fatigue assessment of additive manufactured components must consider the propagation of short cracks emanating from defects.
In this work, the fatigue crack propagation resistance in the short and large crack regimes of additive and conventionally manufactured AISI 316L stainless steel is examined experimentally based on the cyclic R-curve. However, remaining residual stresses in the AM specimen lead to unexpected and dramatic crack-growth during the pre-cracking procedure.
TIG welding process was monitored using LIBS for the in situ measurement of chemical compositions in austenitic stainless steels. This research aims to prototype a real-time chemical composition analysis system for welding applications and prove the feasibility of such a quality control loop.
The chemical compositions of the weld pool, considering the welding metallurgy, is the most critical parameter for any occurring weld defects, e.g. hot cracking. Hence, controlling the weld pool chemical composition allows governing of the weld pool solidification behavior by monitoring and adjusting the respective welding parameters, e.g. welding current.
LIBS measurements were conducted during a TIG-welding process. The effect of the welding plasma on the LIBS signal was thoroughly investigated by varying various LIBS settings, e.g. delay and exposure time. Quantification of the main alloying elements Cr and Ni in the weld pool during welding was achieved by univariate calibration procedure.
Kaltrissprüfung hochfester Feinkornbaustähle beim Schweißen mit modifiziertem Sprühlichtbogen
(2019)
Sind in Stahlkonstruktionen hohe Tragfähigkeiten bei geringem Eigengewicht gefordert, finden hochfeste Feinkornbaustähle mit Streckgrenzen ≥ 960 MPa Anwendung. In der Vergangenheit wurde der konventionelle Übergangslichtbogen (Konv. LB) zur schweißtechnischen Fertigung von hochfesten Stählen eingesetzt. In den letzten Jahren wurde der modifizierte Sprühlichtbogen (Mod. SLB) entwickelt, welcher reduzierte Nahtöffnungswinkel bei erhöhter Abschmelzleistung ermöglicht. Jedoch treten höhere Wasserstoffkonzentrationen verbunden mit Mikro-(Kalt-)rissen unter reduziertem Nahtöffnungswinkel mit Mod. SLB auf. In diesem Beitrag wird die Kaltrissempfindlichkeit des hochfesten Feinkornbaustahles S960QL mit artgleichem Schweißzusatzwerkstoff untersucht.