V raziskovalnem projektu »FOLAMI« se je Fraunhofer LBF posvetil oceni mešanice iz jekla in aluminija, ki jo ustvarja oblikovno ključna laserska varitev za obratno trdne polizdelke v ladjedelništvu. V podporo razvoju varilnega procesa so bile izvedene numerične in eksperimentalne raziskave, da bi najprej zagotovili obratno trdnost na ravni vzorcev in nato za specifično optimizirane adapterje kot povezovalne elemente med jeklenimi in aluminijastimi konstrukcijskimi elementi.
Laserska varitev kot alternativa za jekleno-aluminijaste povezave v gradnji jaht
V ladjedelništvu, zlasti v gradnji jaht, se večmaterialne povezave že široko uporabljajo, ko se lahki gradbeni material aluminij kombinira s konvencionalno obdelanimi jeklenimi materiali. Ta jekleno-aluminijasta mešanica se doslej uresničuje v obliki tako imenovanih eksplozivno varjenih adapterjev, znanih tudi kot eksplozivno platiniranje. Alternativne možnosti tega proizvodnega postopka so motivirane z višjimi stroški ali konstruktivnimi oziroma funkcionalnimi omejitvami. Laserska varitev lahko tukaj predstavlja nov postopek varjenja za alternativni proizvodni proces.
Optimizacija in ocena s simulacijo in metodo vrhunskega napetosti
Pri razvoju varilnega procesa je Fraunhofer LBF najprej podprl optimizacijo geometrij varilnih spojev in posledično parametrov varjenja z numeričnimi simulacijami obremenitev. Osredotočenost raziskovalnega dela je bila na razvoj metodologije za oceno jekleno-aluminijastih laserskih varilnih spojev in njeno uresničitev v varjenem adapterju.
Zato je bila lokalna ocenjevalna metoda, tako imenovana metoda vrhunskega napetosti, prenesena na primer uporabe jekleno-aluminijaste mešanice s pomočjo digitalne korelacije slik za usklajevanje raztezanja.
S pomočjo umetne inteligence napovedovanje življenjske dobe laserskih varilnih spojev med aluminijem in jeklom
Postopek ocenjevanja, ki so ga razvili znanstveniki LBF, predvideva korelacijo med parametri varilnega spoja, kot so širina povezave ali globina varjenja laserskega varilnega spoja iz EN AW-6082 T6 aluminija v S355 jeklo, in eksperimentalno verificirano vibracijsko trdnostjo, pridobljeno po metodi vrhunskega napetosti. Kot razširitev podatkovne osnove v primerjavi z rezultati poskusov so bile izvedene variacije parametrov geometrij varilnih spojev in simulacije obremenitev s končnimi elementi za pridobitev vrhunskih napetosti, ki so bile razdeljene na učni in testni nabor podatkov za napovedovanje življenjske dobe z nevronsko mrežo.
Prenosljivost na druge spojene kovinske večmaterialne povezave
Z raziskovalnim rezultatom ni na voljo le pristop k oceni te specifične jekleno-aluminijaste mešanice, temveč ponuja tudi potencial prenosljivosti na druge spojene kovinske večmaterialne povezave. Zlasti v tem kontekstu se lahko ta metoda ocenjevanja prenese na primere uporabe varilnih spojev v ladjedelništvu ter na primere drugih panog.
Sponzorji in partnerji
Skupinski projekt oblikovno ključne laserske varitve mešanice iz jekla in aluminija za obratno trdne polizdelke v ladjedelništvu (FOLAMI), delni projekt ocena mešanice iz jekla in aluminija, ustvarjene z oblikovno ključno lasersko varitvijo za obratno trdne polizdelke v ladjedelništvu (sponzorska oznaka 03SX547C), raziskovalnega centra Jülich GmbH (PtJ) je bil financiran v okviru raziskovalnega programa Pomorske tehnologije naslednje generacije s strani Zveznega ministrstva za gospodarstvo in energijo na podlagi sklepa nemškega bundestaga.
Kontakt:
