Numerische Simulation der Eigenspannungen und des Bauteilverzugs beim Schweißen mit Berücksichtigung des Umwandlungsverhaltens

Die FE-Simulation kann heute zu einem wichtigen Werkzeug bei der Minimierung von unerwünschten Schweißeigenspannungen und Bauteildeformationen werden. Zur vollständigen Beschreibung der Schweißvorgänge ist es erforderlich, die Gefügeumwandlungen und die damit verbundenen lokalen Änderungen der mechanischen Eigenschaften zu berücksichtigen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird am Beispiel einer laserstrahlgeschweißten Platte aus dem unlegierten Stahl S355J2G3 eine Vorgehensweise zur Berücksichtigung der gefügeabhängigen Materialeigenschaften im numerischen Modell vorgestellt. Das FE-Modell der Schweißung wird als Verbund einzelner Gefügebereiche dargestellt. Die Breite der Bereiche und deren temperaturabhängige Werkstoffkennwerte ergeben sich aus Prüfversuchen. Die erzielten numerischen Ergebnisse werden mit experimentell ermittelten Eigenspannungsverläufen und Baute ilverzügen verglichen.