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Erschienen in: Production Engineering 2/2016

01.02.2016 | Computer Aided Engineering

Automated heat source calibration for the numerical simulation of laser beam welded components

verfasst von: A. Belitzki, C. Marder, A. Huissel, M. F. Zaeh

Erschienen in: Production Engineering | Ausgabe 2/2016

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Abstract

The well-known advantages of laser beam welding, like the low overall energy deposition into the welding zone or the high processing speed, have led to increased industrial use of this joining process. In order to simulate the heat input and to draw conclusions for experimental application, numerous tasks have to be performed manually. Moreover, expert knowledge is necessary to build thermal FE models of a welding process and to calibrate a heat source to reconstruct the temperature field. Hence, the automation of conventional steps can contribute to more efficient industrial use of the FE simulation. In order to more easily simulate the welding process, an approach for automating the essential steps is proposed in this paper. Thus, special attention is paid to the use of image processing tools and optimization algorithms. The application of this approach precisely depicts the heat deposition and simultaneously decreases the workload for the user.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Belitzki A, Zaeh MF (2015) The accuracy of calculated component distortions using the weld pool length to calibrate the heat source. In: Laser Institute of America (ed) Proceedings of the 34th international congress on applications of lasers & electro-optics, vol 34. Laser Institute of America (LIA pub) Belitzki A, Zaeh MF (2015) The accuracy of calculated component distortions using the weld pool length to calibrate the heat source. In: Laser Institute of America (ed) Proceedings of the 34th international congress on applications of lasers & electro-optics, vol 34. Laser Institute of America (LIA pub)
2.
Zurück zum Zitat Bonnans JF (2006) Numerical optimization: theoretical and practical aspects, 2nd edn. Universitext. Springer, Berlin [u.a.] Bonnans JF (2006) Numerical optimization: theoretical and practical aspects, 2nd edn. Universitext. Springer, Berlin [u.a.]
3.
Zurück zum Zitat Burger W, Burge MJ (2008) Digital image processing: an algorithmic introduction using Java. Texts in computer science. Springer, New YorkCrossRef Burger W, Burge MJ (2008) Digital image processing: an algorithmic introduction using Java. Texts in computer science. Springer, New YorkCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Goldak J, Chakravarti A, Bibby M (1984) A new element model for welding heat sources. Metall Trans B 15(2):299–305CrossRef Goldak J, Chakravarti A, Bibby M (1984) A new element model for welding heat sources. Metall Trans B 15(2):299–305CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Karkhin VA, Homich PN, Michailov VG (2007) Models for volume heat sources and functional-analytical technique for calculating the temperature fields in butt welding. In: Cerjak H, Bhadeshia H, Kozeschnik E (eds) Proceedings of the 8th international seminar numerical analysis of weldability, mathematical modelling of weld phenomena, vol 8. Verlag der Technischen Universität Graz, Graz, pp 819–833 Karkhin VA, Homich PN, Michailov VG (2007) Models for volume heat sources and functional-analytical technique for calculating the temperature fields in butt welding. In: Cerjak H, Bhadeshia H, Kozeschnik E (eds) Proceedings of the 8th international seminar numerical analysis of weldability, mathematical modelling of weld phenomena, vol 8. Verlag der Technischen Universität Graz, Graz, pp 819–833
9.
Zurück zum Zitat Lanser S, Eckstein W (1991) Eine Modifikation des Deriche-Verfahrens zur Kantendetektion. In: Brauer W, Radig B (eds) Mustererkennung 1991, Informatik-Fachberichte, vol 290. Springer, Berlin, pp 151–158. doi:10.1007/978-3-662-08896-8 CrossRef Lanser S, Eckstein W (1991) Eine Modifikation des Deriche-Verfahrens zur Kantendetektion. In: Brauer W, Radig B (eds) Mustererkennung 1991, Informatik-Fachberichte, vol 290. Springer, Berlin, pp 151–158. doi:10.​1007/​978-3-662-08896-8 CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Pittner A (2012) A contribution to the solution of the inverse heat conduction problem in welding simulation, BAM-Dissertationsreihe, vol 85. Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin Pittner A (2012) A contribution to the solution of the inverse heat conduction problem in welding simulation, BAM-Dissertationsreihe, vol 85. Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin
12.
Zurück zum Zitat Radaj D (1999) Schweißprozesssimulation: Grundlagen und Anwendungen, Fachbuchreihe Schweisstechnik, vol. Bd. 141. Verl. für Schweißen und Verwandte Verfahren, DVS-Verl., Düsseldorf Radaj D (1999) Schweißprozesssimulation: Grundlagen und Anwendungen, Fachbuchreihe Schweisstechnik, vol. Bd. 141. Verl. für Schweißen und Verwandte Verfahren, DVS-Verl., Düsseldorf
13.
Zurück zum Zitat Radaj D (2002) Eigenspannungen und Verzug beim Schweissen: Rechen-und Messverfahren, Fachbuchreihe Schweisstechnik, Bd. 143. Verlag für Schweißen und Verwandte Verfahren, DVS-Verlag, Düsseldorf Radaj D (2002) Eigenspannungen und Verzug beim Schweissen: Rechen-und Messverfahren, Fachbuchreihe Schweisstechnik, Bd. 143. Verlag für Schweißen und Verwandte Verfahren, DVS-Verlag, Düsseldorf
14.
Zurück zum Zitat Rao SS (2009) Engineering optimization: theory and practice, 4th edn. Wiley, HobokenCrossRef Rao SS (2009) Engineering optimization: theory and practice, 4th edn. Wiley, HobokenCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Schober A (2014) Eine Methode zur Wärmequellenkalibrierung in der Schweißstruktursimulation, Forschungsberichte iwb, vol 291. Utz Verlag, München Schober A (2014) Eine Methode zur Wärmequellenkalibrierung in der Schweißstruktursimulation, Forschungsberichte iwb, vol 291. Utz Verlag, München
16.
Zurück zum Zitat Zäh MF, Kronthaler M, Oefele F (2010) Bifokal-Hybrid-Laserstrahlschweißen: Eine potentialträchtige Technik zum Fügen schwer schweißbarer Aluminiumlegierungen. wt Werkstattstechn Online 100(6):454–460 Zäh MF, Kronthaler M, Oefele F (2010) Bifokal-Hybrid-Laserstrahlschweißen: Eine potentialträchtige Technik zum Fügen schwer schweißbarer Aluminiumlegierungen. wt Werkstattstechn Online 100(6):454–460
Metadaten
Titel
Automated heat source calibration for the numerical simulation of laser beam welded components
verfasst von
A. Belitzki
C. Marder
A. Huissel
M. F. Zaeh
Publikationsdatum
01.02.2016
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Production Engineering / Ausgabe 2/2016
Print ISSN: 0944-6524
Elektronische ISSN: 1863-7353
DOI
https://doi.org/10.1007/s11740-016-0664-9

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