Optimierung des Ressourceneinsatzes bei Schweißkonstruktionen durch die automatisierte in-line Lebensdauerbewertung auf Basis von 3D-Scans, Teilvorhaben: Quantifizierung von Einflussgrößen auf in-line Aufnahme von 3D-Daten durch Laserscannen bei Schweißen

Description: Manuelles oder automatisiertes Schweißen ist in der metallverarbeitenden Industrie das maßgebende Fertigungsverfahren. Aufgrund ihrer geringeren Ermüdungsfestigkeit und Lebensdauer im Vergleich zum Grundwerkstoff stellen Schweißverbindungen immer strukturelle Schwachpunkte dar. Die benötigten Blechdicken in geschweißten und zyklisch beanspruchten Bauteilen und Konstruktionen und der damit verbundene Ressourcenbedarf werden dabei stets über den geringen Ermüdungswiderstand der Schweißverbindung vorgegeben. Ein wesentlicher Anteil daran ist maßgeblich auf die Kerbwirkung bzw. Spannungskonzentration am Schweißnahtübergang zurückzuführen. Aus zahlreichen Untersuchungen ist bekannt, dass die lokale Nahtgeometrie in hohem Maße für die Ermüdungsfestigkeit der Verbindung relevant ist und Risse von einzelnen Schwachstellen mit hoher Kerbwirkung initiieren. Die Identifizierung von geometrischen Schwachstellen mit hoher Kerbwirkung ermöglicht zudem die gezielte Nacharbeit. Ziel des Projekts ist der Aufbau eines Konzeptes für ein automatisierbaren und anwenderunabhängiges Verfahren zur in-line (oder nachfolgenden) Inspektion und individuellen Lebensdauerbewertung von Schweißverbindungen auf Basis von 3D-Scans zu entwickeln. Besonderes Augenmerk wird auf die Erarbeitung einer technischen Lösung zur Erstellung von 3D-Scans und deren Auswertung an Schweißverbindungen aus Baustahl (S355) durch Metallaktivgasschweißen (MAG) gelegt. Das Unternehmen Quelltech GmbH entwickelt in Zusammenarbeit mit den Liebherr Werken Biberach ein Verfahren zur in-line Digitalisierung von Schweißnahtoberflächen direkt während des MAG-Schweißprozesses. Durch konstruktive und softwaretechnische Maßnahmen soll der Einfluss von Störgrößen (u.a. Rauch, UV-Licht, Spritzer) auf die generierten 3D-Daten minimiert werden. Dies ermöglicht eine effiziente und anwenderunabhängige Kontrolle der Schweißnahtoberflächen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: UV-Strahlung ? Digitalisierung ? Rauch ? Produktionstechnik ? Ressourcennutzung ?

Region: Bavaria

Bounding boxes: 11.5° .. 11.5° x 49° .. 49°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• QuellTech GmbH (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-06-01 - 2026-05-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Quantification of influencing variables on in-line recording of 3D data by laser scanning during welding
  Description: Manual or automated welding is the definitive manufacturing process in the metalworking industry. Due to their lower fatigue strength and service life compared to the base material, welded joints always represent structural weak points. The required plate thicknesses in welded and cyclically stressed components and structures and the associated resource requirements are always dictated by the low fatigue resistance of the welded joint. A significant part of this is largely due to the notch effect or stress concentration at the weld transition. It is known from numerous studies that the local weld geometry is highly relevant for the fatigue resistance of the joint and that cracks initiate from individual weak points with high notch effects. The identification of geometric weak points with high notch effect also enables targeted rework. The aim of the project is to develop a concept for an automatable and user-independent procedure for in-line (or subsequent) inspection and individual lifetime evaluation of welded joints based on 3D scans. Special attention is paid to the development of a technical solution for the generation of 3D scans and their evaluation on welded joints made of mild steel (S355) by metal active gas welding (MAG). In cooperation with Liebherr Werke Biberach, the company Quelltech GmbH is developing a method for in-line digitization of weld seam surfaces directly during the MAG welding process. The influence of disturbance variables (including smoke, UV light, spatter) on the generated 3D data is to be minimized by design and software measures. This enables an efficient and user-independent control of the weld surfaces. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1124377

Status

Aktiv

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