Araştırma projesi 'FOLAMI' kapsamında Fraunhofer LBF, gemi inşasında işletme dayanıklılığına sahip yarı mamuller için çelik ve alüminyumdan oluşan karışık bağlantının form kilitli lazer kaynağı ile değerlendirilmesine odaklanmıştır. Kaynak süreci geliştirilirken, işletme dayanıklılığını önce örnek düzeyinde, ardından çelik ve alüminyum yapı elemanları arasında bağlantı elemanları olarak özel olarak optimize edilmiş adaptörler için güvence altına almak amacıyla sayısal ve deneysel incelemeler yapılmıştır.
Yat inşasında çelik-alüminyum bağlantılar için alternatif olarak lazer kaynağı
Gemi inşasında, özellikle yat inşasında, hafif yapı malzemesi alüminyumun geleneksel işlenmiş çelik malzemeleri ile birleştirildiği çok malzemeli bağlantılar yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çelik-alüminyum karışık bağlantı, şu anda patlayıcı kaynaklı adaptörler şeklinde gerçekleştirilmektedir, bu da patlayıcı kaplama olarak bilinir. Bu üretim yöntemine alternatifler, artan maliyetler veya yapısal ya da işlevsel kısıtlamalarla motive edilmektedir. Lazer kaynağı, burada alternatif bir üretim süreci olarak yeni bir kaynak yöntemi olarak öne çıkmaktadır.
Simülasyon ve Peak-Stress yöntemi ile optimizasyon ve değerlendirme
Kaynak süreci geliştirilirken, Fraunhofer LBF, kaynak dikiş geometrilerinin ve dolayısıyla kaynak süreci parametrelerinin optimizasyonunu sayısal yük simülasyonları ile desteklemiştir. Araştırma çalışmasının odak noktası, çelik-alüminyum lazer kaynak bağlantılarının değerlendirilmesi için bir metodoloji geliştirmek ve bunu kaynaklı bir adaptörde uygulamaktır.
Bunun için, yerel bir değerlendirme yöntemi olan Peak-Stress Yöntemi, çelik-alüminyum karışık bağlantı uygulama durumuna dijital görüntü korelasyonu ile deformasyon dengelemesi için aktarılmıştır.
Alüminyum ve çelik arasındaki lazer kaynak dikişlerinin yapay zeka destekli ömür tahmini
LBF bilim insanları tarafından geliştirilen değerlendirme süreci, EN AW-6082 T6 alüminyumdan S355 çeliğine lazer kaynak dikişinin bağlantı genişliği veya kaynak derinliği gibi kaynak dikiş parametrelerini, Peak-Stress Yöntemi ile türetilen ve deneysel olarak doğrulanan titreşim dayanıklılığı ile ilişkilendirmeyi öngörmektedir. Deney sonuçlarına karşı veri tabanını genişletmek için, kaynak dikiş geometrilerinin parametre varyasyonları ve Peak Stresses'in türetilmesi için sonlu elemanlar yük simülasyonları gerçekleştirilmiştir; bu veriler, bir sinir ağı ile ömür tahmini için bir eğitim ve test veri seti olarak kullanılmaktadır.
Diğer kaynaklı metalik çok malzemeli bağlantılara aktarılabilirlik
Araştırma sonucuyla, sadece bu özel çelik-alüminyum karışık bağlantı için bir değerlendirme yaklaşımı değil, aynı zamanda diğer kaynaklı metalik çok malzemeli bağlantılara aktarılabilirlik potansiyeli de sunulmaktadır. Özellikle bu bağlamda, bu değerlendirme yöntemi, gemi inşasındaki kaynak bağlantı uygulamalarının ötesinde diğer sektörlerin uygulama durumlarına da aktarılabilir.
Destekçiler ve ortaklar
Çelik ve alüminyumdan oluşan karışık bağlantının işletme dayanıklılığına sahip yarı mamuller için form kilitli lazer kaynağı (FOLAMI) araştırma projesi, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı tarafından Alman Bundestag'ının kararı doğrultusunda, gelecek nesil Deniz Teknolojileri araştırma programı kapsamında desteklenmiştir.
İletişim:
