Physical_simulation_welding

Sie Benötigen Werkstoffdaten für Schweißsimulation?

Sprechen Sie uns an!

               Wir erweitern unsere Werkstoffdatenbank ständig


Unser Angebot:

  • Bestimmung der relevanten Versuchsparameter und Anzahl der Versuche
  • Durchfühung einer Literaturrecherche
  • Durchführung der Versuche bei einer Kooperationspartner
  • Bewertung der Versuche und Aufbereitung der Werkstoffdaten für Ihr Simulationsprogram
  • Erstellung von ZTU- und ZTA- Schaubildern


Der Kraft- und Temperaturverlauf für einen Wärmzugversuch während der Erwärmung

Der Kraft- und Temperaturverlauf für einen Wärmzugversuch während der Abkühlung

Werkstoffdaten für Schweißsimulation

Schweißsimulation kann grundsätzlich in drei Teilbereiche unterteilt werden:

I- Werkstoffsimulation

  • Gefüeverteilung
  • Gefügeumwandlung bzw. Gefügeänderung
  • Rissneigung (z.B. Heiß- und Kaltriss)

II- Prozesssimulation

  • Schmelzbadgeometrie
  • Prozesswirkungsgrad und -stabilität

III- Struktursimulation

  • Temperaturfeld
  • Bauteilverzüge und Eigenspannungen
  • Strukturfestigkeit


Für die Struktursimulation ohne Gefüeberechnung werden folgende Werkstoffeigenschaften benötigt:


1- Thermophysikalische Eigenschaften

  • Wärmeleitfähigkeit
  • Spezifische Wärmekapazität (bzw. Enthalpie)
  • Dichte


2- Thermomechanische Eigenschaften (Abhängig vom Werstoffmodell)

  • Elastizitätsmodul
  • Wärmedehnung bzw. Ausdehnungskoeffizient
  • Dehngrenze
  • Verfestigung
  • Querkontraktionszahl


Für die Struktursimulation mit Gefüeberechnung werden zusätzlich ZTU-Schaubilder benötigt!

 

Die Ermittlung des temperaturabhängigen Spannungs-Dehnungsverhaltens kann mit einer Gleeble-Maschine erfolgen.

Für die Warmzugversuche während der Erwärmung werden die Proben mit einer Erwärmungsrate auf die Prüftemperatur erwärmt und dann unter isothermischen Bedingungen mit konstanter Dehnrate (z.B. 0,001 1/s) gezogen.

Für die Warmzugversuche während der Abkühlung werden die Proben mit einer Erwärmungsrate auf eine vorgegebene Maximaltemperatur erwärmt und direkt mit einer Abkühlrate auf Prüftemperatur abgekühlt. Dann werden die Proben unter isothermischen Bedingungen mit konstanter Dehnrate (z.B. 0,001 s-1) gezogen.


Um Werkstoffverhalten während des Schweißens zu bestimmen, muss eine Versuchsmatrix definiert werden. Diese enthält folgende Parameter:

  Während der Erwärmung

  • Erwärmungsrate
  • Prüftemperatur = Maximaltemperatur
  • Dehnrate

  Während der Abkühlung von einer Maximaltemperatur

  • Erwärmungsrate
  • Maximaltemperatur
  • Abkühlrate bzw. t8/5
  • Prüftemperatur
  • Dehnrate

Bestimmung der thermomechanischen Eigensschaften durch physikalische Simulation

Der Nachteil dieser Vorgehensweise liegt daran, dass während des Schweißens keine isothermische Bedingungen vorliegen.

Während der isothermischen Erwärmung können Gefügeänderungen bzw. -umwandlungen stattfinden. Daher sollen solche mögliche Gefügeveränderungen bei der Interpretation von Warmzugversuche berücksichtigt werden.

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