Heißrissvermeidung beim Schweißen von Aluminiumlegierungen mit einem Scheibenlaser:
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Bremen
BIAS
2014
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53 |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
V
INHALTSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS VERWENDETER SYMBOLE IX
1. EINLEITUNG 1
2. STAND DER FORSCHUNG 3
2.1. LASERSTRAHLSCHWEISSEN VON ALUMINIUM 3
2.2. HEISSRISSE BEIM ALUMINIUMSCHWEISSEN 4
2.3. HEISSRISSTHEORIEN 5
2.3.1. ERSTARRUNG UND HEISSRISSBILDUNG 5
2.3.2. DEHNUNG UND HEISSRISSBILDUNG 7
2.4. HEISSRISSTEST 8
2.5. HEISSRISSVERMEIDUNG DURCH KORNFEINUNG 9
2.5.1. KORNFEINUNG 9
2.5.2. KORNFEINUNGSMITTEL 11
2.5.3. KORNSTRUKTUR BEIM SCHWEISSEN 11
2.5.4. NUTZEN DER KORNFEINUNG 13
2.6. SILIZIUMAEQUIVALENT 15
2.7. FAZIT STAND DER FORSCHUNG 16
3. ZIELSETZUNG 17
4. WERKSTOFFE UND METHODEN 19
4.1. WERKSTOFFE 19
4.1.1. GRUNDWERKSTOFFE 19
4.1.2. SCHWEISSZUSATZWERKSTOFFE 19
4.2. SCHWEISSVERSUCHE 20
4.3. TEMPERATURMESSUNG 22
4.4. WERKSTOFFPRUEFUNG 23
4.4.1. METALLOGRAPHIE 23
4.4.2. BESTIMMUNG DES FLAECHENANTEILS GLOBULITISCHER KOERNER 24
4.4.3. KORNGROESSENBESTIMMUNG 24
4.4.4. BESTIMMUNG DER TITANGEHALTE IN LASERSTRAHLSCHWEISSNAEHTEN 25
4.4.5. HEISSRISSPRUEFUNG (DELTA-TEST) 26
4.4.6. UNTERSUCHUNG DER HEISSRISSOBERFLAECHE 27
4.4.7. ZUGVERSUCHE 27
4.4.8. AUFREISSVERSUCHE 27
5. EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 31
5.1. KORNFEINUNG 31
5.1.1. EINFLUSS DER TI/B-ZUGABEN AUF DIE KORNSTRUKTUR 31
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VI INHALTSVERZEICHNIS
5.1.2. KOMFEINUNG BEI VERSCHIEDENEN LEGIERUNGEN 33
5.1.3. KOMFEINUNG BEI VERSCHIEDENEN SCHWEISSGESCHWINDIGKEITEN 35
5.2. ERSTARRUNGSPARAMETER 36
5.2.1. ABKUEHLKURVEN AN VERSCHIEDENEN NAHTPOSITIONEN 36
5.2.2. ABKUEHL
RATE 37
5.2.3. TEMPERATURGRADIENT 37
5.3. MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 38
5.3.1. ZUGFESTIGKEIT UND BRUCHDEHNUNG 38
5.3.2. ZAEHIGKEIT 40
5.4. HEISSRISSANFAELLIGKEIT 40
5.4.1. EINFLUSS TI/B-ZUGABE AUF HEISSRISSANFAELLIGKEIT 42
5.4.2. EINFLUSS SCHWEISSGESCHWINDIGKEIT AUF HEISSRISSANFAELLIGKEIT 44
6. HEISSRISSMODELL 45
6.1. MODELLUEBERSICHT 45
6.2. MATERIALDATEN 46
6.2.1. CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG 46
6.2.2. LIQUIDUS- UND SOLIDUSTEMPERATUREN 47
6.2.3. LIQUIDUS-DIFFUSIONSKOEFFIZIENT DI 47
6.2.4. ELASTIZITAETSMODUL (E-MODUL) 48
6.3. TEMPERATURFELD 49
6.3.1. ERSTARRUNGSPARAMETER 49
6.3.2. FESTSTOFFANTEIL 49
6.4. KORNGROESSE UND ANTEIL VON GLOBULITISCHEN KOERNERN 50
6.5. DATEN DELTA-TEST 51
6.6. MODELLE ZU DEN DREI ELEMENTARPROZESSEN FUER DIE HEISSRISSVERMEIDUNG
51
6.6.1. NACHSPEISUNGSDAUER IN DER MUSH-ZONE T
M2
51
6.6.2. KAPILLARDRUCK PK 54
6.6.3. PERMEABILITAET K 57
6.7. GESAMTMODELL RISSINITIIERUNG 59
6.7.1. VORAUSSETZUNG RISSINITIIERUNG 59
6.7.2. DRUCKABFAELLE
AP
S
H
UND
AEP
6
61
6.7.3. HYDROSTATISCHER DRUCK P
M
62
6.7.4. HEISSRISSANFAELLIGKEIT 62
6.8. RISSWACHSTUM
BEIM DELTA-TEST 64
6.8.1. MODELLBILDUNG 64
6.8.2. BERECHNETE RISSLAENGE BEI VERSCHIEDENEN TITANGEHALTEN 68
6.8.3. BERECHNETE RISSLAENGE BEI VERSCHIEDENEN SCHWEISSGESCHWINDIGKEITEN
70
6.9. MODELLVALIDIERUNG 71
6.10. UEBERTRAGBARKEIT DES MODELLS 71
INHALTSVERZEICHNIS
VII
7. DISKUSSION
DER MODELLANNAHMEN 73
7.1. WESENTLICHE MODELLANNAHMEN 73
7.2. KONSTANTES ELASTIZITAETSMODUL IN DER MUSH-ZONE 73
7.3. SPANNUNGSERHOEHUNG AN DER RISSSPITZE 75
8. OPTIMALE KORNGROESSE FUER HEISSRISSVERMEIDUNG 79
9. HEISSRISSANFAELLIGKEITSSCHAUBILD 83
9.1. STRATEGIEN ZUR ERHOEHUNG DER ANWENDBARKEIT DES HEISSRISSMODELLS 83
9.2. ZUSAMMENHANG ZWISCHEN DER GROESSE UND DEM ANTEIL GLOBULITISCHER
KOERNER83
9.3. EINFLUSS DES TITANGEHALTS AUF DIE HEISSRISSANFAELLIGKEIT 84
9.4. EINFLUSS DER ERSTARRUNGSPARAMETER AUF DIE KORNSTRUKTUR 84
9.5. EINFLUSS DER ERSTARRUNGSPARAMETER AUF DIE HEISSRISSANFAELLIGKEIT 85
9.6. HEISSRISSANFAELLIGKEIT IN ABHAENGIGKEIT DES TI-GEHALTS UND DER
ABKUEHLRATE 86
10. ZUSAMMENFASSUNG 89
LITERATURVERZEICHNIS 91
ANHANG
99
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