Projektkurzbeschreibung

Physical Real-Time Welding Simulation

Steckbrief

Eckdaten

Förderinstitution:
Österreich FFG
Laufzeit:
01.09.2014 bis 01.08.2018
Projektnummer:
C0178 - K-Projekt metal JOINing P4

Ansprechpartner am ISF

Foto des ISFInstitut für Schweißtechnik und Fügetechnik

Es wird eine Simulationssoftware auf Basis physikalischer Modelle entwickelt, welche die Visualisierung von Schweißnahtgeometrien und Temperaturverteilungen noch vor dem Schweißen ermöglicht. Auf diese Weise können Fehlerhafte Schweißverbindungen im Vorfeld erkannt und gehandhabt werden. Dies führt zu einer Steigerung der Qualität und Wirtschaftlichkeit, insbesondere auch bei der Ausbildung der Schweißer. Moderne Visualisierungsmethoden ermöglichen es dem Benutzer ein besseres und tieferes Verständnis des Schweißprozesses zu erlangen. Gegenwärtige Methoden und Visualisierungssysteme basieren auf empirischen Vorarbeiten.

Aufgrund von einem Verbesserten Verständnis der physikalischen Zusammenhänge im Schweißprozess, wird ein reduziertes Modell entwickelt, welches die wesentlichen phänomenologischen Abhängigkeiten des Prozesses berücksichtigt. Eine Methode die Simulation zu beschleunigen ist die Kombination von analytischen Lösungen mit optimierten numerischen Algorithmen für partielle Differentialgleichungen. Diese Maßnahmen ermöglichen zusammen mit dem Fortschritt der Computer Technology (schnellere Prozessoren, Parallelisierung, etc.) die Ausführung einer Schweißsimulation in sehr kurzer Zeit. Experimentelle Unterstützung bei der Kalibrierung führt zu gut validierten und zuverlässigen Ergebnissen. Die Ergebnisse können mit moderner Visualisierung benutzerfreundlich aufbereitet werden.

Physikalische Schweißmodelle werden soweit optimiert und reduziert um, zusammen mit der Beschleunigung der numerischen Algorithmen, eine Simulation in Echtzeit zu ermöglichen. Dadurch bedingt eine intelligente Reduktion der Modelle gegenüber sehr genauen FE-Methoden nur einen unwesentlich größeren Fehler in der Vorhersage der Schweißnahtgeometrie. Mit der Implementierung einer Schnittstelle zwischen Simulationstool und Visualisierungstool, kann der Virtual Welding Benutzer zuverlässige Aussagen über die Schweißnahtform und Temperaturverteilung visualisieren. Als Ergebnis wird ein Demonstrator in Form einer Virtual Welding Erweiterung aufgesetzt. Die Darstellung der Schweißverbindung und die Temperaturverteilung sind in einem benutzerfreundlichen Offline-Modus (das heißt nach der Schweißung) implementiert. Darauf folgen erste Experimente mit der Darstellung in einem Online-Modus (das heißt während des Schweißens in Echtzeit). Mit dem Ende des Projekt wird auch eine Aussage/Einschätzung über das Potenzial der Verwendung von Schweißprozesssimulation in Schweißstromquellen getroffen.


Allgemeiner Förderhinweis

Das K-Projekt Network of Excellence for Metal JOINing wird im Rahmen von COMET - Competence Centers for Excellent Technologies durch BMWFW, BMVIT, FFG, Land Oberösterreich, Land Steiermark, Land Tirol und SFG gefördert. Das Programm COMET wird durch die FFG abgewickelt.