A »FOLAMI« kutatási projekt keretében a Fraunhofer LBF az acél és alumínium formakötéses lézerhegesztésével létrehozott vegyes kötés üzembiztos félkész termékeinek értékelésére összpontosított a hajóépítésben. A hegesztési folyamat fejlesztéséhez numerikus és kísérleti vizsgálatok segítették a működési szilárdság kezdeti biztosítását mintaszinten, majd specifikusan optimalizált adapterek esetében, amelyek acél- és alumínium szerkezeti elemek közötti kapcsolóelemként szolgálnak.
Lézerhegesztés mint alternatíva acél-alumínium kötésekhez a yachtépítésben
A hajóépítésben, különösen a yachtépítésben, a multimateriális kötések már széles körben alkalmazásra kerülnek, amikor a könnyű építőanyag, az alumínium, a hagyományosan feldolgozott acélanyagokkal kombinálódik. Ezt az acél-alumínium vegyes kötést eddig robbanáshegesztett adapterek formájában valósították meg, amelyeket robbanásos lemezelésnek is neveznek. Alternatívák erre a gyártási eljárásra a megnövekedett költségek vagy a konstrukciós illetve funkcionális korlátozások motiválják. A lézerhegesztés itt új hegesztési eljárásként alternatív gyártási folyamathoz vezethet.
Optimalizálás és értékelés szimulációval és Peak-Stress módszerrel
A hegesztési folyamat fejlesztésében a Fraunhofer LBF először numerikus terhelés-szimulációkkal támogatta a hegesztési varratgeometriák optimalizálását és így a hegesztési folyamatparamétereket. A kutatási munka fókusza a lézerhegesztett acél-alumínium kötések értékelésére szolgáló módszertan kidolgozására irányult, és annak megvalósítására egy hegesztett adapterben.
Ehhez egy helyi értékelési módszert, az úgynevezett Peak-Stress módszert alkalmazták az acél-alumínium vegyes kötés alkalmazási esetére a digitális képkorreláció segítségével a feszültségkiegyenlítéshez.
AI-alapú élettartam-előrejelzés alumínium és acél közötti lézerhegesztett varratokhoz
A LBF tudósai által kidolgozott értékelési folyamat célja, hogy a hegesztési varrat paramétereit, mint például a kötési szélességet vagy a lézerhegesztési varrat beolvadási mélységét az EN AW-6082 T6 alumíniumból S355 acélba, a Peak-Stress módszer alapján származtatott és kísérletileg verifikált rezgésállósággal korrelálják. Az adatok bővítéseként a hegesztési varratgeometriák paraméterváltozásait és véges elemes terhelés-szimulációkat hajtottak végre a Peak Stresses származtatására, amelyeket egy neurális hálózat által az élettartam előrejelzésére használtak egy tréning- és tesztadatkészletre osztva.
Átvihetőség más fémes multimateriális kötésekre
A kutatási eredmény nemcsak egy értékelési megközelítést kínál erre a specifikus acél-alumínium vegyes kötésekre, hanem lehetőséget biztosít más fémes multimateriális kötésekre való átvihetőségre is. Különösen ezen a háttéren ez az értékelési módszer a hajóépítés hegesztési kötések alkalmazásain túl más iparágak alkalmazási eseteire is átvihető.
Támogatók és partnerek
A formakötéses lézerhegesztés projektje az acél és alumínium vegyes kötéshez üzembiztos félkész termékekhez a hajóépítésben (FOLAMI), a formakötéses lézerhegesztés által létrehozott vegyes kötés értékelésének részkutatási projektje (Támogatási azonosító 03SX547C), a Jülichi Kutatóközpont (PtJ) keretében a következő generációs tengeri technológiák kutatási programja keretében a Szövetségi Gazdasági és Energiaügyi Minisztérium által a Német Szövetségi Parlament határozata alapján támogatott.
Kapcsolat:
