Goldak Technologies Inc., Dr. Loose und TIME – Technologieinstitut für Metall & Engineering haben in einem gemeinsamen Forschungsprojekt die Vorhersagegenauigkeit der Schweißstruktursimulation aufgezeigt. Dazu wurde eine orthotrope Platte 1200 mm x 600 mm gewählt, auf die zwei Längssteifen und 3 Quersteifen aufgeschweißt wurden [Bild 3]. Die Steifen werden mit insgesamt 17 Heftnähten fixiert. Die Platte wird statisch bestimmt gelagert und an drei Ecken aufgestützt. Die vierte Ecke bleibt frei. Dies ist die Ecke, an der während des Schweißens der größte Verzug entsteht. Die der freien Ecke an der Längsseite gegenüberliegende Ecke wird gefast, damit die Ecken der Platte eindeutig zuzuordnen sind. Während die Heftnähte geschweißt werden, wird die Platte an der mittleren Quersteife an jeder Außenseite mit jeweils einem Stempel unterstützt. Ohne Unterstützung biegt sich die Platte durch Eigengewicht soweit durch, dass ein zu großer Spalt zwischen Platte und Steife entsteht. Nach dem Heften wird die Unterstützung entfernt. Dies führt zu einem Absenken der Platte an der nicht unterstützten Ecke. In der Simulation wird das Entfernen der Unterstützung realitätsgetreu mit abgebildet.

Montaje experimental de la placa TIME
A continuación, se sueldan primero las costuras longitudinales exteriores, realizadas como costuras de dos capas con tres cordones de soldadura. Las 17 costuras restantes se realizan como costuras en ángulo de una sola capa. Durante la soldadura, se miden en cinco puntos los movimientos perpendiculares a la placa mediante sensores de cable. En los mismos puntos se evalúa la deformación vertical obtenida de la simulación. La imagen 4 muestra el resultado del ensayo de validación. En cada uno de los cinco gráficos se comparan las deformaciones verticales medidas con los sensores de cable (Cable Wire) con las deformaciones verticales calculadas. En todos los gráficos se aprecia que el salto de deformación, que se produce al retirar los apoyos centrales tras el remachado, se reproduce con precisión en todos los puntos mediante la simulación. En todos los puntos, la deformación vertical se calcula con precisión durante todo el proceso de soldadura.
Los gráficos de la deformación medida y calculada muestran una muy buena concordancia. Esto demuestra que el método de cálculo utilizado en la simulación de la estructura de soldadura es capaz de reproducir con exactitud el comportamiento de deformación incluso durante el proceso de soldadura. Este hallazgo es novedoso, ya que hasta ahora solo se habían utilizado los resultados finales —es decir, el estado tras la soldadura y el enfriamiento— para la validación. Para poder utilizar plenamente la simulación de la estructura de soldadura en el análisis del proceso de soldadura, los resultados de la simulación también deben ser precisos a lo largo de todo el proceso. Esto resulta relevante, por ejemplo, cuando se desea examinar la formación de grietas durante la soldadura para comprobar el concepto de tensión o de fijación.



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