Kiel 2011 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 20: Simulationsverfahren / Theorie/Modellierung II

P 20.3: Vortrag

Donnerstag, 31. März 2011, 11:30–11:45, HS H

Numerische Simulation von Metall-Schutzgas-Schweißen unter Berücksichtigung des Metalldampfes — •Andreas Spille-Kohoff¹, Michael Schnick² und Martin Hertel² — ¹CFX Berlin Software GmbH, Berlin, Deutschland — ²TU Dresden, Dresden, Deutschland

Die numerische Simulation des Schweißlichtbogens, also der Strömung und der Verteilung von Temperatur, elektrischem Strom und Gaskonzentrationen unter Berücksichtigung von Strahlung, Lorentzkraft, Entmischung und Fallgebietsvorgängen hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Dabei stimmen die Ergebnisse von Wolfram-Schutzgas-Schweißen im allgemeinen sehr gut mit experimentellen Messungen, z.B. der Temperaturverteilung im Lichtbogen mittels Spektroskopie, überein.

Beim Metall-Schutzgas-Schweißen konnten allerdings noch erhebliche Abweichungen zwischen Messungen und Simulation festgestellt werden, die im wesentlichen aus der variablen Elektrodenform (abschmelzender und abtropfender Draht) und aus einer hohen Metalldampfkonzentration im Lichtbogen resultieren. Der Vortrag gibt einen Einblick in die Schweißprozesssimulation mit einem kommerziellen CFD-Programm und zeigt aktuelle Ergebnisse der Simulation von Metall-Schutzgas-Schweißen unter Einbeziehung des entstehenden Metalldampfs. Hierdurch konnten aus Messungen bekannte Besonderheiten wie die niedrigere Temperatur im Lichtbogenkern nachvollzogen und physikalisch begründet werden.