Mathematical simulation of the microstructures and the mechanical properties of electron beam welded joints of steels

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Im Rahmen des DFG-Projektes 436 RUS 113/55/0 wurde ein Simulationsalgorithmus zur Kapillar- und Schmelzbadberechnung und zur Bestimmung von Temperaturzyklen in Zusammenarbeit zwischen der TU St. Petersburg und dem ISF Aachen entwickelt. Für Schweißnähte und ihre konstruktive Berechnung und Auslegung ist zusätzlich zu der Geometrie der Schweißnaht das Wissen um das Gefüge und die mechanisch-technologischen Kennwerte unabdingbar. Deshalb sollen in Zusammenarbeit mit der schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt (SLV) Mecklenburg-Vorpommern und der TU St. Petersburg entsprechende Verfahren und Algorithmen entwickelt werden, die es erlauben eine Gefügevorhersage und Kennwertermittlung durchzuführen. Die Berechnung der mechanisch-technologischen Kennwerte soll mit Hilfe kontinuierlicher Schweiß-ZTU-Schaubilder erfolgen. Mit Hilfe des entwickelten Algorithmus werden die Temperaturzyklen für alle Punkte einer interessierenden Zone bestimmt und dann mit Hilfe der kontinuierlichen Schweiß-ZTU-Schaubilder eine Aussage über die Gefügtentstehung getroffen. Für dieses Gefüge werden dann die mechanisch-technologischen Werte aus Diagrammen der mechanischen Gütewerte entnommen werden. Im Rahmen dieses Projektes werden für ausgewählte Stahllegierungen strahlgeeignete kontinuierliche Schweiß-ZTU-Schaubilder und mechanische Gütewertediagramme mit Hilfe einer thermomechanischen Simulationsanlage ("GLEEBLE 3500") ermittelt. Ist das Gefüge und die Temperaturgeschichte bekannt, ist auch eine qualitative Aussage über eventuell auftretende Fehler wie Härterisse und wasserstoffinduzierte Risse möglich. Daher sollen vom Algorithmus auch diese Schweißfehler vorhergesagt werden.