Optimierung des Ressourceneinsatzes bei Schweißkonstruktionen durch die automatisierte in-line Lebensdauerbewertung auf Basis von 3D-Scans, Teilvorhaben: Entwicklung einer Systematik zur in-line Kontrolle von Schweißverbindungen und Übergängen auf Basis von optischer 3D-Vermessung

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. Der Stahlbau zählt im Kranbau zu den Schlüsselkompetenzen. Hierbei werden mithilfe manueller und automatisierter Schweißungen Stahlbaukomponenten gefertigt. Neben der reinen Fertigung stellt die Auslegung der Bauteile eine wesentliche Rolle dar. Dabei muss neben der statischen Festigkeit vor allem auch die Betriebsfestigkeit betrachtet werden. Einen erheblichen Einfluss hierauf hat der Übergang zwischen Grundwerkstoff und Schweißnaht.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Produktionstechnik ? Klassifikation ? Ressourcennutzung ? Schweißen ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Liebherr-Werk Biberach (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

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

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development of a system for in-line inspection of welded joints and transitions based on optical 3D measurement
  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 will be 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). Steel construction is one of the key competences in crane construction. Here, steel construction components are manufactured with the aid of manual and automated welding. In addition to the actual production, the design of the components plays a key role. In addition to the static strength, the operational strength must also be taken into account. The transition between the base material and the weld seam has a significant influence on this. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1124862

Status

Aktiv

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