Ortsaufgelöste Charakterisierung von mechanischen Eigenschaften laserstrahlgeschweisster Verbindungen

Ein wesentliches Defizit bei der Qualifizierung des Laserstrahlschweißens stellt die unzureichende Kenntnis ortsaufgelöster mechanisch-technologischer Eigenschaften laserstrahlgeschweißter Verbindungen dar. Im Nahtbereich liegen steile Eigenschaftsgradienten vor, so daß zur experimentellen Charakterisierung der Schweißung die Verwendung angepaßter Sensoren erforderlich ist.
Durch die Entwicklung und den Aufbau eines neuartigen Dehnungssensors auf Basis der Digitalen
Speckle Fotografie wird die Voraussetzung geschaffen, um in Zugversuchen die Werkstoffkennwerte einzelner Gefiigebereiche der Lasernaht ortsaufgelöst zu ermitteln. Letztlich werden den Spannungs Dehnungs-Diagrammen des Schweißguts, der Wärmeeinflußzone und des Grundwerkstoffs die jeweiligen statischen Festigkeitseigenschaften entnommen.
Anhand der experimentellen Untersuchungen zeigt sich, daß ein differierendes Deformationsverhalten zwischen spannungsarmgeglühten und thermisch unbehandelten, d. h. eigenspannungsbehafteten, Zugproben vorliegt. Basierend auf Analysen des lokalen Fließbeginns kann der Eigenspannungszustand der thermisch unbehandelten Proben abgeleitet werden. Hierbei ist der exakte Lastspannungszustand in den einzelnen Gefiigebereichen zu berücksichtigen, welcher mit Hilfe numerischer Simulationen zugänglich wird. Durch die Kombination experimenteller und numerischer Analysen wird neben den Festigkeitseigenschaften auch der komplexe Schweißeigenspannungszustand erhalten.