Eigenschaftsverbesserung von Plasma-MIG-auftraggeschweißten Bauteilen durch Prozesssimulation und -optimierung

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Ziel des Forschungsvorhabens ist die Verbesserung der Eigenschaften von auftraggeschweißten Bauteilen mittels grundlegender Untersuchungen der beim Hybridverfahren Plasma-Metall- Inertgas-Schweißen (Plasma-MIG-Schweißen) ablaufenden thermomechanischen Vorgänge. Die Beschreibung der thermomechanischen und thermorheologischen Vorgänge im Schmelzbad erfolgt unter Einbeziehung wichtiger Einflussgrößen und deren Wechselwirkungen, um die im Bereich des Auftragschweißens teilweise noch fehlenden Erkenntnisse hinsichtlich des Einsatzes des Plasma-MIG-Schweißens zu ergänzen. Mittels numerischer Simulation des Schmelzbadbereiches lässt sich die Wirkung der Schweißparameter und der übrigen Einflussgrößen auf das Entstehen von möglichen Nahtfehlern, z. B. Bindefehlern, Werkstoffanhäufungen oder Porosität, untersuchen. Diese Erkenntnisse sollen bei der Optimierung der Schweißparameter zur Erzielung gleichbleibender Schichtqualitäten eingesetzt werden. Darüber hinaus soll die Möglichkeit einer gezielten Beeinflussung der auftraggeschweißten Schichten durch die lokale Einlagerung von hartstoffverstärkten Legierungen auf Basis der berechneten Partikelkonzentration untersucht werden. Die Kombination der Modellentwicklung und der numerischen Simulation der Vorgänge im Schmelzbad mit Experimenten soll insgesamt ein besseres Verständnis für die beim Plasma-MIG-Auftragschweißen ablaufenden Vorgänge sowie deren quantitativen Einflüsse auf die Ausbildung der auftraggeschweißten Schichten ermöglichen und somit die wissenschaftliche Grundlage zur Herstellung von hoch beanspruchbaren Bauteilen durch Plasma-MIGSchweißverfahren verbessern