Optimierung des Ressourceneinsatzes bei Schweißkonstruktionen durch die automatisierte in-line Lebensdauerbewertung auf Basis von 3D-Scans, Teilvorhaben: Entwicklung eines anwenderunabhängigen Verfahrens zur Qualitätskontrolle für Schweißverbindungen von Rohrknoten mit 2D- und 3D-Scans

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 Für die Berechnung von Kerbwirkung / Spannungskonzentration werden ebene Probekörper basierend auf Rissinitiierungsbereichen von Rohrknoten in praxisnahen Schweißkonfigurationen durch die SZMF hergestellt. Darüber hinaus wird ein Softwareprogramm entwickelt, dass eine automatisierte Umwandlung der komplexen, örtlich mehrdimensionalen 2D Linienscans von Rohrknoten in eine verarbeitbare, linearisierte Datenstruktur ermöglicht. Damit und dem IWM Algorithmus werden schließlich Kerbformzahlen und Ermüdungsfestigkeitsprognosen für full-scale Knoten durchgeführt.

SupportProgram

Tags: Verfahrensoptimierung ? Qualitätsmanagement ? Produktionstechnik ? Ressourcennutzung ?

Region: Lower Saxony

Bounding boxes: 9.16667° .. 9.16667° x 52.83333° .. 52.83333°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Last harvest: 01.01.1970 00:00

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

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development of a user-independent method for quality control of welded joints of pipe nodes with 2D and 3D scans
  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) For the calculation of notch effect / stress concentration, plane test specimens based on crack initiation areas of pipe nodes in practical welding configurations will be produced by SZMF. In addition, a software program is being developed that will allow automated conversion of the complex, locally multi-dimensional 2D line scans of pipe nodes into a processable, linearized data structure. With this and the IWM algorithm, notch shape numbers and fatigue strength predictions for full-scale nodes will eventually be performed. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1124806

Status

Aktiv

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