Anzahl der Treffer: 647
Erstellt: Sun, 09 Jun 2024 15:14:36 +0200 in 0.1005 sec


Balos, Sebastian; Howard, Daniel; Brezulianu, Adrian; Labus Zlatanovic, Danka
Perforated plate for ballistic protection - a review. - In: Metals, ISSN 2075-4701, Bd. 11 (2021), 4, 526, insges. 18 S.

In recent years, the interest of the scientific community in perforated plates for ballistic protection has increased. Perforated plates do not represent protection by themselves, rather, they are used in the armour systems of armoured vehicles, in conjunction with base armour, since they are intended to induce bend stresses, where a penetrating core fracture occurs. The fragments are subsequently stopped by base armoured vehicle armour. Although for the first time used several decades ago, perforated plates are found to be attractive even today. The main reason is the combination of very convenient properties. Besides high mass effectiveness, they possess a high multi-impact resistance, since their perforations arrest cracks. Therefore, a relatively wide array of materials is suitable for perforated plate fabrication, ranging from alloy steel to some types of cast iron. Being made of metallic materials, raw material costs are relatively low compared to ceramics or composite materials, making them very attractive for present and future armoured vehicles. Finally, armour system consisting of a perforated plate and base plate at some distance, reduce the effectiveness of both shaped charge jets and act as blast mitigators.



https://doi.org/10.3390/met11040526
Hellwig, Peter; Schricker, Klaus; Bergmann, Jean Pierre
Investigations of the absorption front in high-speed laser processing up to 600 m/min. - In: Applied Sciences, ISSN 2076-3417, Bd. 11 (2021), 9, 4015, S. 1-16

High processing speeds enormously enlarge the number of possible fields of application for laser processes. For example, material removal for sheet cutting using multiple passes or precise mass corrections can be achieved by means of spatter formation. For a better understanding of spatter formation at processing speeds of several hundred meters per minute, characterizations of the processing zone are required. For this purpose, a 400 W single-mode fiber laser was used in this study to process stainless steel AISI 304 (1.4301/X5CrNi18-10) with speeds of up to 600 m/min. A setup was developed that enabled a lateral high-speed observation of the processing zone by means of a glass plate flanking. This approach allowed for the measurement of several dimensions, such as the penetration depth, spatter formation, and especially, the inclination angle of the absorption front. It was shown that the loss of mass started to significantly increase when the absorption front was inclined at about 60˚. In combination with precise weighings, metallographic examinations, and further external process observations, these findings provided an illustration of four empirical process models for different processing speeds.



https://doi.org/10.3390/app11094015
Middeldorf, Klaus; Aumüller, Dominik; Bergmann, Jean Pierre; Mann, Samuel; Sharma, Rahul; Reisgen, Uwe
Schweißtechnik 4.0: digitalisierte vernetzte schweißtechnische Fertigung - Konzepte und Anwendungen, Teil 1. - In: Schweissen und Schneiden, ISSN 0036-7184, Bd. 73 (2021), 3, S. 146-149

Industrie 4.0" ist für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU), die sich mit dem Fügen, Trennen und Beschichten auskennen, künftig von großer Bedeutung. Dabei geht es aber weniger darum, konkrete Produktions-, Fertigungs- oder Schweißprozesse zu beschreiben, sondern kritisch zu prüfen, wo in kleinen und mittelständischen Unternehmen Lücken hinsichtich Industrie 4.0 bestehen und wie sich diese schließen lassen. Denn nur so können Unternehmen langfristig den bestehenden, digitalen Vorsprung für sich nutzen. Aus diesem Grund beschäftigt sich die Arbeitsgruppe "Industrie 4.0" im DVS aktuell mit diesem Thema. Sie stößt die Diskussion über die Digitalisierung in der Schweißtechnik an und initiiert unter dem Titel "Vom Fortschritt profitieren: Industrie 4.0 in der Schweißtechnik" eine Serie von Fachbeiträgen, die - mit der vorliegenden Ausgabe beginnend - in dieser Zeitschrift veröffentlicht werden.



Middeldorf, Klaus; Aumüller, Dominik; Bergmann, Jean Pierre; Mann, Samuel; Sharma, Rahul; Reisgen, Uwe
Schweißtechnik 4.0: digitalisierte vernetzte schweißtechnische Fertigung - Konzepte und Anwendungen, Teil 2. - In: Schweissen und Schneiden, ISSN 0036-7184, Bd. 73 (2021), 4, S. 235-238

"Industrie 4.0" ist für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU), die sich mit dem Fügen, Trennen und Beschichten auskennen, künftig von großer Bedeutung. Dabei geht es aber weniger darum, konkrete Produktions-, Fertigungs- oder Schweißprozesse zu beschreiben, sondern kritisch zu prüfen, wo in kleinen und mittelständischen Unternehmen Lücken hinsichtlich Industrie 4.0 bestehen und wie sich diese schließen lassen. Denn nur so können Unternehmen langfristig den bestehenden, digitalen Vorsprung für sich nutzen. Aus diesem Grund beschäftigt sich die Abreitsgruppe "Industrie 4.0" im DVS aktuell mit diesem Thema. Sie stößt die Diskussion über die Digitalisierung in der Schweißtechnik an und initiiert unter dem Titel "Vom Fortschritt profitieren: Industrie 4.0 in der Schweißtechnik" eine Serie von Fachbeiträgen in dieser Zeitschrift, die mit dem zweiten Teil in der vorliegenden Ausgabe fortgesetzt wird.



Beck, Tobias Alexander; Bantel, Christoph Michael; Boley, Meiko; Bergmann, Jean Pierre
OCT capillary depth measurement in copper micro welding using green lasers. - In: Applied Sciences, ISSN 2076-3417, Bd. 11 (2021), 6, 2655, S. 1-15

The transition of the powertrain from combustion to electric systems increases the demand for reliable copper connections. For such applications, laser welding has become a key technology. Due to the complexity of laser welding, especially at micro welding with small weld seam dimensions and short process times, reliable in-line process monitoring has proven to be difficult. By using a green laser with a wavelength of [lambda] = 515 nm, the welding process of copper benefits from an increased absorption, resulting in a shallow and stable deep penetration welding process. This opens up new possibilities for the process monitoring. In this contribution, the monitoring of the capillary depth in micro copper welding, with welding depth of up to 1 mm, was performed coaxially using an optical coherence tomography (OCT) system. By comparing the measured capillary depth and the actual welding depth, a good correlation between two measured values could be shown independently of the investigated process parameters and stability. Measuring the capillary depth allows a direct determination of the present aspect ratio in the welding process. For deep penetration welding, aspect ratios as low as 0.35 could be shown. By using an additional scanning system to superimpose the welding motion with a spacial oscillating of the OCT beam perpendicular to the welding motion, multiple information about the process could be determined. Using this method, several process information can be measured simultaneously and is shown for the weld seam width exemplarily.



https://doi.org/10.3390/app11062655
Weigl, Markus; Grätzel, Michael
Welche Verfahren für welche Anwendungen? : Schweißen von Strukturkomponenten aus Aluminium: Lichtbogen-, Laserstrahl- oder Rührreibschweißen. - In: Der Praktiker, ISSN 0554-9965, Bd. 73 (2021), 3, S. 98-101

Labus Zlatanovic, Danka; Balos, Sebastian; Bergmann, Jean Pierre; Rasche, Stefan; Zavašnik, Janez; Panchal, Vishal; Sidjanin, Leposava; Goel, Saurav
In-depth microscopic characterisation of the weld faying interface revealing stress-induced metallurgical transformations during friction stir spot welding. - In: International journal of machine tools & manufacture, Bd. 164 (2021), 103716, insges. 14 S.

Friction stir spot welding (FSSW) is a solid-state welding process, wherein the properties of a weld joint are influenced by the state of friction and localised thermodynamic conditions at the tool-workpiece interface. An issue well-known about FSSW joints is their lack of reliability since they abruptly delaminate at the weld-faying interface (WFI). This study explores the origins of the delamination of multiple lap welded aluminium alloy (AA 5754-H111) sheets joined by FSSW at different rotational speeds typically used in industry. Experimental techniques such as the small punch test (SPT), Vickers hardness test, Scanning Electron Microscopy (SEM), Scanning Acoustic Microscope (SAM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and Frequency-Modulated Kelvin Probe Force Microscopy (FM-KPFM) were employed. The experimental results revealed that a complex interplay of stress-assisted metallurgical transformations at the intersection of WFI and the recrystallised stir zone (RSZ) can trigger dynamic precipitation leading to the formation of Al3Mg2 intermetallic phase, while metallic oxides and nanopits remain entrapped in the WFI. These metallurgical transformations surrounded by pits, precipitates and oxides induces process instability which in turn paves way for fast fracture to become responsible for delamination.



https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2021.103716
Bielenin, Martin;
Prozessstrategien zur Vermeidung von Heißrissen beim Schweißen von Aluminium mit pulsmodulierbaren Laserstrahlquellen. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2021. - 1 Online-Ressource (185 Seiten). - (Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung ; Band 10)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

Das gepulste Laserstrahlschweißen ermöglicht die Vermeidung der Heißrissbildung beim Schweißen von 6xxx Aluminilegierungen ohne den Einsatz eines Schweißzusatzwerkstoffes. Im Rahmen der Arbeit wurden die Mechanismen und physikalischen Ursachen der Heißrissbildung beim gepulsten Laserstrahlschweißen untersucht und zusammenhängend beschrieben. Dafür wurde ein transientes thermomechanisches Simulationsmodell zur Abbildung des gepulsten Laserstrahlschweißprozesses mit zeitlich veränderlichem Pulsleistungsverlauf aufgebaut und experimentell validiert. Die zeit- und ortsaufgelöste Berechnung des gesamten Spannungs , Dehnungs- und Temperaturfeldes ermöglichte die Quantifizierung der wesentlichen Erstarrungsparameter an der Phasenfront zu jedem Zeitpunkt während Schmelzbadkristallisation. Die experimentellen Untersuchungen erfolgten repräsentativ an der industriell etablierten, aber heißrissanfälligen Legierung EN AW 6082-T6. Die grundlegenden experimentellen Untersuchungen wurden zunächst an modellhaften Einzelpunktschweißungen ausgeführt. Innerhalb der experimentellen Untersuchungen wurden drei Regime identifiziert, die sich in Abhängigkeit der Erstarrungsgeschwindigkeit des Schmelzbades ergeben und in denen unterschiedliche Mechanismen die Entstehung von Heißrissen dominieren. Wohingegen die Rissbildung bei hohen Erstarrungsgeschwindigkeiten auf die Dehnrate, die geringe Permeabilität des interdendritischen Netzwerks und die große Nachspeisedistanz zurückgeführt werden konnte, wurde bei langsamen Erstarrungsgeschwindigkeiten die Seigerung niedrigschmelzender Phasen an der Erstarrungsfront als Rissursache identifiziert. Punktüberlappende Nahtschweißungen sind durch das Umschmelzen rissbehafteter Bereiche des vorherigen Schweißpunktes weniger sensibel für die Bildung von Heißrissen als Punktschweißen. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wurden aus den prozesstechnischen und physikalischen Ursachen für die Prozessgrenzen Strategien zur Erweiterung abgeleitet, entwickelt und umgesetzt. Hierfür wurde das gepulste Laserstrahlschweißen mit räumlich überlagerter cw-Diodenlaserstrahlung im niedrigen Leistungsbereich untersucht. Mit dem entwickelten Prozessansatz können heißrissfreie Schweißnähte auch mit konventionellen Rechteckpulsen erzeugt werden. Darüber hinaus wird einerseits die Einschweißtiefe signifikant gesteigert. Anderseits wird durch die geringe Leistungszugabe des Diodenlasers die Schweißgeschwindigkeit um den Faktor 4 gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik erhöht.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000609
Cerri, Emanuela; Pirondi, Alessandro; Bergmann, Jean Pierre
Friction stir welded AISI 304 metal sheets for application in food implants. - In: THERMEC 2021, (2021), S. 63-68

Stainless steels are indispensable materials in many industrial fields. They can be easily shaped and joined by traditional welding methods. Some problematics such as possible decrease in corrosion resistance at the welding bead and in the heat-effected zone, residual stress, crack formation and distortions may take place after welding. Friction Stir Welding (FSW) may be used for joining stainless steels in a single pass and for optimising microstructure and mechanical properties of the processed region. The application of FSW to the widely used AISI304 stainless steel is investigated in food implants. The mechanical properties together with corrosion resistance and surface finishing are characterized. A high energy input is chosen for the welding (2000 rpm tool rotational speed and 50 mm/min advancing speed). The stirred zone (SZ) is characterized by optical microscopy. Vickers microhardness in the SZ results 37% higher than in the base material. Tensile tests highlight elongations up to 40% keeping maximum stress values at 600 MPa. All samples pass accelerated corrosion tests that simulate 20 years of cleaning cycles in a typical food implant.



Labus Zlatanovic, Danka; Balos, Sebastian; Bergmann, Jean Pierre; Rasche, Stefan; Pecanac, Milan; Goel, Saurav
Influence of tool geometry and process parameters on the properties of friction stir spot welded multiple (AA 5754 H111) aluminium sheets. - In: Materials, ISSN 1996-1944, Bd. 14 (2021), 5, 1157, insges. 23 S.

https://doi.org/10.3390/ma14051157