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Erschienen in:

2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

Simulation of Phase Transformation and Residual Stress of Low Alloy Steel in Laser Beam Welding

verfasst von : Fatma Akyel, Uwe Reisgen, Simon Olschok, Karthik Murthy

Erschienen in: Enhanced Material, Parts Optimization and Process Intensification

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

The inhomogeneous temperature distribution in welding processes leads to high temperature gradients between the weld seam and the base material. A heterogeneous phase transformation takes place between the areas where the austenitic transformation temperature is exceeded and those where it remains below this temperature. This leads to a residual stress state which results in distortion when the yield strength is exceeded. In order to understand the thermal history of a welded specimen and the phase transformation that has taken place, numerical simulation is used.

This work focuses on the temperature field simulation and the resulting phase transformation in laser beam welding. Two heat sources are combined to simulate the weld pool. Typical models from the literature are used to represent the phase transformation. Altogether a model is developed which can be used as a basis for the calculation of residual stress formation due to thermal load and phase transformation.

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Mackerle, J.: Finite elemente analysis and simulation of welding: a bibliography (1976–1996). Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 4, 501–533 (1996)CrossRef

Mackerle, J.: Finite elemente analysis and simulation of welding: a bibliography (1996–2001). Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 10, 295–318 (2002)CrossRef

Ueda, Y.: Computational Welding Mechanics. Osaka University, Joining and Welding Research Institute (1999)

Webster, P., Ananthaviravakumar, N., Hughes, D., et al.: Measurement and modelling of residual stresses in a TIG Weld. J. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 74(7), 1421–1423 (2002)CrossRef

Dilthey, U., Reisgen, U., Kretschmer, M.: Comparison of FEM simulations to measurements of residual stresses for the example of a welded plate: a state-of-the-art report. Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 8, 911–926 (2000)CrossRef

Radaj, D.: Fachbuchreihe Schweißtechnik. Bd. 143: Eigenspannungen und Verzug beim Schweißen: Rechen- und Messverfahren. Düsseldorf: Verl. für Schweißen und verwandte Verfahren (2002)

Wohlfahrt, H.: Schweißeigenspannungen. In: Härterei-technische Mitteilungen. Band 31 Heft 1/2, 56–71 (1976)

Dilthey, U.: Schweißtechnische Fertigungsverfahren. Bd. 2: Verhalten der Werkstoffe beim Schweißen. 2. Aufl., Düsseldorf: DVS-Verlag (1995)

Peiter, A. (Hrsg): Handbuch Spannungsmesspraxis. Experimentelle Ermittlung mechanischer Spannungen. Braunschweig: Vieweg&Sohn Verlagsgesellschaft (1992)

10.

Radaj, D.: Fachbuchreihe Schweißtechnik. Bd. 141: Schweißprozeßsimulation: Grundlagen und Anwendungen. Düsseldorf: Verl. für Schweißen und verwandte Verfahren (1999)

11.

Goldak, J., Chakravarit, A., Bibby, M.: A new finite element model for welding heat source. Metallurgical Trans. B 15B, 299–305 (1984)CrossRef

12.

Goldak, J.A., Akhlaghi, M.: Computational Welding Mechanics. Springer Science, New-York (2005)

13.

Avrami, M.: Kinetics of phase change, 1: general theory. J. Chem. Phys. 7, 103–112 (1939)CrossRef

14.

Avrami, M.: Kinetics of phase change, 2: transformation-time relations for random distribution of nuclei. J. Chem. Phys. 8, 212–224 (1940)CrossRef

15.

Avrami, M.: Kinetics of phase change, 3: granulation, phase change and microstructure. J. Chem. Phys. 9, 177–184 (1941)CrossRef

16.

Johnson, W.A., Mehl, R.F.: Reaction kinetics in process of nucleation and growth. Trans. Am. Inst. Min. Metall. Eng. 135, 416–458 (1939)

17.

Kolmogorov, A.N.: Statistical theory of crystallization of metals. Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Mat. Bull. 1, 355–359 (1937). (in Russian)

18.

Koistinen, D.P., Marburger, R.E.: A general equation prescribing extend of austenite-martensite transformation in pure FE-C alloys and plain carbon steels. Acta Metall. 7, 59–60 (1959)CrossRef

19.

Caballero, F.G., Capdevilla, C., Andres, C.G.: Modelling of kinetics of austenite formation in steels with different initial microstructures. ISIJ Int. 41(10), 1093–1102 (2001)CrossRef

20.

Datta, D P., Gokhale, A.M.: Austenitization kinetics of pearlite and ferrite aggregates in a low carbon steel containing 0.15 wt pct C. In: Metallurgical Transactions A, vol. 12, pp. 443–450 (1981)

Titel: Simulation of Phase Transformation and Residual Stress of Low Alloy Steel in Laser Beam Welding
verfasst von: Fatma Akyel
Uwe Reisgen
Simon Olschok
Karthik Murthy
Verlag: Springer International Publishing
Buch: Enhanced Material, Parts Optimization and Process Intensification
Print ISBN: 978-3-030-70331-8

Electronic ISBN: 978-3-030-70332-5

Copyright-Jahr: 2021
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-70332-5_1

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