Modellierung der Formfüllungs- und Erstarrungsprozesse beim aluminothermischen Schweißen

You are here: Homepage > Search

Modellierung der Formfüllungs- und Erstarrungsprozesse beim aluminothermischen Schweißen

Tuchkova, Nataliia

Die numerische Simulation ist zurzeit ein unverzichtbares Werkzeug in der Fertigungstechnik. Dieses Instrumentarium wird sowohl für die Entwicklung von neuen Produkten und Fertigungsverfahren als auch für die Ableitung der Verbesserungspotentiale für bereits bestehende Verfahren angewendet. In Rahmen dieser Arbeit wurden die simulationstechnischen Untersuchungen des aluminothermischen Schweißens von Schienen durchgeführt. Die entwickelten Modelle beschreiben das Eingießen von aluminothermisch erzeugtem Stahl, das Erstarren und das Abkühlen der Schweißverbindung. In diesem Artikel werden die Modellgeometrie, die Vernetzung, die eingesetzte Software, die erforderliche Materialdatendaten sowie die Anfangs- und Randbedingungen dargestellt. Ein wichtiger Teil der numerischen Untersuchungen ist ferner die Überprüfung (Validierung) des entwickelten Modells. Das kann durch den Vergleich der berechneten Werte mit den Messwerten erfolgen. Zu diesem Ziel wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen des aluminothermischen Schweißprozesses durchgeführt und den entsprechenden Simulationsergebnissen gegenübergestellt. Es wurde eine gute Übereinstimmung zwischen Modell und Experiment erzielt. Basierend auf dem entwickelten Modell können ohne großen Aufwand die weiteren Untersuchungen zur Bestimmung des Einflusses der Prozessparameter sowie die Weiterentwicklung des Verfahrens durch die virtuelle Prozessauslegung und -optimierung durchgeführt werden.