Tobias Loose Einfluß des transienten Schweißvorganges ... - Tl-ing.de

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5 Temperaturfeldberechnung 1500 1400 1300 1200 Temperatur in °C 1100 1000 900 800 Phasenumwandlung Phasenumwandlung 700 600 500 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Zeit in s Abbildung 5.6: Temperaturverlauf beim Aufheizen und Abkühlen mit Stellen der Phasenumwandlung 1000 900 spezifische Enthalpie in kJ/kg 800 700 600 500 400 300 200 Enthalpiesprung durch Phasenumwandlung Enthalpiesprung durch Phasenumwandlung 100 0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Zeit in s Abbildung 5.7: Spezifische Enthalpie beim Aufheizen und Abkühlen mit Unstetigkeitsstellen bei der Phasenumwandlung 70
5 Temperaturfeldberechnung Tritt in Blechdickenrichtung ein nicht zu vernachlässigender Temperaturgradient auf, dann liegt eine dreidimensionale Wärmeleitung vor. Diese tritt bei dicken Blechen und mehrlagigen Nähten auf. Zur Abbildung sind Volumenelemente erforderlich. Für ein gleichmäßig erwärmtes Blech, dessen Oberfläche gekühlt wird, kann mit der Biot-Zahl Bi abgeschätzt werden, ob sich ein signifikanter Temperaturgradient in Dickenrichtung ausbildet [ID02]. Die Biot-Zahl wird für ein Blech der Dicke t, der Wärmeleitfähigkeit λ und dem Wärmeübergangskoeffizienten α wie folgt definiert: Bi = 2 · α · t λ (5.7) Für ein 6 mm dickes Blech aus unlegiertem Stahl beträgt die Biot-Zahl bei Raumtemperatur Bi = 0,0055 und bei 1000 ◦ C Bi = 0,065. Die Biot-Zahl ist sehr viel kleiner als Eins. Eine Biot-Zahl sehr viel kleiner als Eins sagt aus, daß sich aufgrund der Abkühlung an der Blechoberfläche kein signifikanter Temperaturgradient in Dickenrichtung ausbildet. Beim Schweißtemperaturfeld muß auch der Wärmeeintrag betrachtet werden. Die Schweißwärmequelle wirkt nicht in Blechmitte. Der Temperaturgradient ist unmittelbar an der Schweißwärmequelle sehr hoch. Im DVS- Merkblatt 1703 [DVS84] wird zwischen zweidimensionaler und dreidimensionaler Wärmeleitung unterschieden. Die Grenzblechdicke liegt nach [DVS84] zwischen 11 mm und 14 mm. Aus der dreidimensionalen Temperaturfeldberechnung für ein 6 mm dickes Blech mit Blindnaht ergibt sich, daß zwar die 1500 ◦ C Isotherme geneigt ist, jedoch bereits die 800 ◦ C Isotherme hinter der Schweißwärmequelle einen zur Blechoberfläche rechtwinkligen Verlauf aufweist. Die Isothermen dieses Modells sind in Abbildung 5.8 dargestellt. Da für die Eigenspannungsberechnung und die Berechnung des Verzuges der Temperaturbereich oberhalb 800 ◦ C eine untergeordnete Rolle spielt, ist die Annahme einer zweidimensionalen Wärmeableitung ohne Temperaturgradient 71
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SCHRIFTENREIHE BAND 1 INGENIEURBÜR
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Lieber Leser, die vorliegende Schri
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Résumé Ce travail traite d’étu
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Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichn
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Inhaltsverzeichnis 4.2.1 Allgemeine
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Inhaltsverzeichnis 9.2 Gefügeumwan
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Inhaltsverzeichnis Nomenklatur Grö
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Inhaltsverzeichnis α s ε ε η λ
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1 Einleitung 1 Einleitung 1.1 Allge
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1 Einleitung merk wird auf die Unte
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1 Einleitung Hornung [Hor00] hat da
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1 Einleitung Schneider erläutert i
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1 Einleitung Für einen Zylinder mi
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1 Einleitung Malisius [Mal69] und N
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1 Einleitung 1.3.5 Numerische Berec
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2 Gefügeumwandlungen beim Schweiß
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2 Gefügeumwandlungen beim Schweiß
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Seite 127 und 128: 8 Schweißfolgen 8 Schweißfolgen 8
Seite 129 und 130: 8 Schweißfolgen Zylinder R t L Seg
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8 Schweißfolgen Der Verzug am Naht
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8 Schweißfolgen Spannung aus Umfan
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8 Schweißfolgen gen bei den System
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9 Werkstoffverhalten 9 Werkstoffver
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11 Einlagige Umfangsnähte 11 Einla
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R t 50 100 200 400 800 1600 σ kl 2
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11 Einlagige Umfangsnähte mit w =
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11 Einlagige Umfangsnähte Radialve
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11 Einlagige Umfangsnähte Für Sch
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13 Zusammenfassung 13 Zusammenfassu
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