Projektziele

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Die Schweißsimulation kann schematisch als eine Kombination von gekoppelten Einzelsimulationen dargestellt werden. Die Ergebnisse einzelner Simulationen werden durch das verwendete Schweißverfahren sowie dessen Parameter, die zu verschweißenden Werkstoffe und die vorliegenden Randbedingungen maßgeblich beeinflußt (siehe Abb.). Für einige der dargestellten Vorgänge existieren bereits spezielle „stand alone-Modelle“ für die Simulation einzelner Verfahren, Effekte und Bauteile wie beispielsweise für die Ausbildung des WIG-Lichtbogens, für die Schmelzbadströmung beim Laserstrahlschweißen von Platten und für die Ausbildung der Mikrostruktur und Härte. Die verfügbaren Simulations-Programme (Tools)

- sind komplex, setzen aber in hohem Maß Spezialkenntnisse voraus und sind nicht für die Simulation des Schweißens unmittelbar einsetzbar oder

- sind stark vereinfachend und ungeeignet für die hohen technischen Anforderungen.

Das Ziel des Verbundprojekts ist es deshalb die Entwicklung eines robusten Werkzeugs zur vollständigen numerischen Simulation des Schmelzschweißens. Für die Erstellung einer umfassenden Schweißsimulation muß neben der Weiterentwicklung der Einzelvorgänge auch deren Kopplung hinreichend beschrieben werden, um die beim Schweißen auftretenden Eigenspannungen und den Bauteilverzug korrekt zu berechnen und damit minimieren zu können. Mit dem neu zu entwickelnden Simulations-Tool soll es möglich sein, Konstruktionen mit Bauplänen und Varianten ohne tiefgehende Vorkenntnisse im Entwurfsstadium zu analysieren und sie damit schweißgerecht zu konstruieren und Prozesse mit geringem Aufwand zu optimieren. Durch die Varianten kann der Fertigungsprozeß geeignet gestaltet werden, indem die Anordnung, Ausführung und Reihenfolge der Schweißnähte simuliert wird. Dies reduziert nicht nur die Entwicklungskosten, sondern trägt auch maßgeblich zur Einsparung aufwendiger experimenteller Versuchsreihen bei. Dadurch lassen sich unter Schonung von Ressourcen wie Material, Arbeitskraft und Energie neuartige Produkte konzipieren, deren Entwicklung ohne Simulationstechnik an zu hohen Kosten für den Bau spezieller Versuchseinrichtungen und experimentelle Erprobungen scheitern würde. Diese Eigenschaften des Werkzeuges, die insbesondere die Eignung für kleine Unternehmen herausstellen, sind von den Industriepartnern und Pilotanwendern zu testen und zu validieren. Um das oben genannte Ziel realisieren zu können soll das bei den Projektpartnern vorhandene Wissen zusammengeführt werden.