În cadrul proiectului de cercetare „FOLAMI”, Fraunhofer LBF s-a dedicat evaluării conexiunii mixte din oțel și aluminiu generate prin sudarea cu laser de tip formă interconectată pentru semifabricate rezistente la uzură în construcția navală. În paralel cu dezvoltarea procesului de sudare, au fost utilizate studii numerice și experimentale pentru a asigura inițial rezistența la uzură la nivel de probe și ulterior pentru adaptoare optimizate specific ca elemente de conexiune între elementele de construcție din oțel și aluminiu.
Sudarea cu laser ca alternativă pentru conexiuni oțel-aluminiu în construcția de iahturi
În construcția navală, în special în construcția de iahturi, conexiunile multimateriale sunt deja utilizate pe scară largă, atunci când materialul ușor aluminiu este combinat cu oțelurile prelucrate convențional. Această conexiune mixtă din oțel și aluminiu este realizată până acum sub formă de adaptoare sudate prin explozie, cunoscute și sub numele de plăci explozive. Alternativele la acest proces de fabricație sunt motivate de costuri crescute sau de restricții constructive sau funcționale. Sudarea cu laser poate fi o metodă de sudare inovatoare care conduce la un proces de fabricație alternativ.
Optimizare și evaluare cu simulare și metoda Peak-Stress
În dezvoltarea procesului de sudare, Fraunhofer LBF a susținut inițial optimizarea geometriei îmbinărilor sudate și, prin urmare, a parametrilor procesului de sudare prin simulări numerice de încărcare. Focalizarea lucrării de cercetare a fost pe dezvoltarea unei metodologii pentru evaluarea îmbinărilor sudate din oțel-aluminiu și implementarea acesteia într-un adaptor sudat.
Pentru aceasta, a fost transferată o metodă de evaluare locală, numită metoda Peak-Stress, la cazul de aplicare al conexiunii mixte din oțel-aluminiu cu ajutorul corelației digitale a imaginilor pentru echilibrarea deformației.
Prognoza duratei de viață bazată pe inteligență artificială pentru îmbinările sudate cu laser între aluminiu și oțel
Fluxul de evaluare dezvoltat de cercetătorii LBF prevede corelarea parametrilor îmbinărilor sudate, cum ar fi lățimea de legătură sau adâncimea de sudare a îmbinării sudate cu laser din aluminiu EN AW-6082 T6 în oțel S355, cu rezistența la vibrații derivată și verificată experimental conform metodei Peak-Stress. Ca o extensie a bazei de date față de rezultatele experimentale, au fost realizate variații de parametru ale geometriei îmbinărilor sudate și simulări de încărcare cu elemente finite pentru derivarea stresurilor de vârf, care sunt utilizate împărțite într-un set de date de antrenament și test pentru prognoza duratei de viață cu o rețea neuronală.
Transferabilitate la alte conexiuni multimateriale metalice sudate
Cu rezultatul cercetării nu există doar o abordare de evaluare pentru această conexiune specifică din oțel-aluminiu, ci oferă și potențialul de transferabilitate la alte conexiuni multimateriale metalice sudate. În special în acest context, această metodă de evaluare poate fi transferată dincolo de aplicațiile îmbinărilor sudate în construcția navală la cazuri de aplicare din alte industrii.
Finanțatori și parteneri
Proiectul comun de sudare cu laser de tip formă interconectată a conexiunii mixte din oțel și aluminiu pentru semifabricate rezistente la uzură în construcția navală (FOLAMI), subproiectul evaluării conexiunii mixte din oțel și aluminiu generate prin sudarea cu laser de tip formă interconectată pentru semifabricate rezistente la uzură în construcția navală (număr de identificare 03SX547C), al Centrului de Cercetare Jülich GmbH (PtJ) a fost finanțat în cadrul programului de cercetare Tehnologii Maritime de nouă generație de către Ministerul Federal pentru Economie și Energie, în baza unei decizii a Bundestag-ului German.
Contact:
