 | 2004 |
Abstract:
Die Simulation des Laserstrahlschweißens wird am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der TU München intensiv betrachtet und weiterentwickelt, um über abstrahierte Modelle Auswirkungen des Laserstrahls auf das gefügte Bauteil zu untersuchen. Die Ermittlung des instationären Temperaturfelds und des Bauteilverzugs während und nach der Bearbeitung stehen dabei im Vordergrund. In diesem Beitrag werden Erweiterungen einer am iwb etablierten Methode zur Simulation des Laserstrahlschweißens auf Basis der Finite-Elemente-Methode (FEM) vorgestellt, die es ermöglichen, besondere Eigenschaften des hybriden, bifokalen Laserstrahlschweißens in der Simulation abzubilden. Einerseits wird der gleichzeitige Einsatz unterschiedlicher bewegter Wärmequellen, die als abstraktes Modell für sämtliche Strahl-Stoff-Wechselwirkungen dienen, dargestellt. Darüber hinaus werden Ergebnisse aus der Verwendung von instationären, flexiblen Wärmequellen gezeigt, deren Intensität und Form während einer Berechnung verändert werden kann. Auf der anderen Seite werden Methoden zur Festlegung der Einspannbedingungen der bearbeiteten Bauteile beschrieben. Die Bearbeitung eines Werkstücks mit einem hybriden Lasersystem fordert aufgrund der geometrischen Gestalt des Bearbeitungskopfes und der eingeschränkten Verfahrbewegung besondere Einspannbedingungen. Da die Einspannung Einfluss auf den Verzug der Bauteilstruktur hat, muss diese in der Simulation hinreichend berücksichtigt werden.