Die Simulation der Materialumwandlung ist ein nützliches Instrument für Entwickler und Hersteller, die sich mit den Themen Schweißen, Härten und Gießen befassen. Sie stellt umfassende Informationen bereit, die für die Optimierung des Prozesses (Kühlverfahren, Wärmequellenintensität, etc.) als auch der behandelten Teile (Geometrie, Materialien, etc.) wesentlich sind.
Die Simulation physikalischer Phänomene, die verschiedene Herstellungsverfahren mit sich bringen, geben Aufschluss über:
So lassen sich bei der Simulation einer Materialumwandlung prozessspezifische Aussagen machen über:
Automobilindustrie
Stahlindustrie
Kraftwerkstechnik
Schienenfahrzeugindustrie
Forschungszentren
Beim Härten von Bauteilen durch Abschrecken in einem Fluid (Wasser, Öl oder Gas) treten aufgrund metallurgischer Effekte Eigenspannungen auf.
Dies hat Auswirkungen auf Toleranzen und Lebensdauer.
Eine Oberflächenbehandlung (Laser, Elektronenstrahl, etc.) kann Druckspannungen verursachen, welche die Lebensdauer des Bauteils in Bezug auf den Ermüdungswiderstand erhöhen. In diesem Fall können Versprödungszonen entstehen und die Lebensdauer negativ beeinträchtigen.
Mechanische Eigenschaften werden während des Schweißens (Punkt, Elektronenstrahl, Laserstrahl, überzogene Elektrode, TIG etc.) wesentlich verändert. Das führt zum Auftreten von heterogenen Mehrphasen-Zonen (flüssige Zone, thermisch veränderte Zone etc.), die von Versprödung (Vorhandensein von Wasserstoff) begleitet werden können.
Nach dem heutigen Stand der Technik sind die Simulationen sehr aufwendig und teuer und damit wenig wirtschaftlich. Der Schwerpunkt liegt aktuell noch bei wissenschaftlichen Abwendungen bzw. bei sicherheitsrelevanten Aufgabenstellungen aus der Kernenergie (Reparaturschweißung an Reaktorblöcken).
Durch vereinfachte Verfahren gelingt es, globale Aussagen zum Verzug von geschweißten Bauteilen und zur Optimierung der Schweißfolge zu machen.
SYSWELD
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