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Szallies, Konstantin; Riebel, Christian; Piper, Oliver; Bergmann, Jean Pierre
Einseitiges Widerstandsschweißen von Kunststoff und Metall - mechanische Eigenschaften und Oberflächenwechselwirkung. - In: DVS Congress 2023, (2023), S. 788-796

Rohe, Maximilian; Sennewald, Martin; Hildebrand, Jörg; Bergmann, Jean Pierre
Akustische Kontrolle von Rührreibschweißnähten im Rahmen der Qualitätssicherung. - In: DVS Congress 2023, (2023), S. 641-649

Gierth, Maximilian; Eichler, Stefan; Hildebrand, Jörg; Manzke, Sebastian; Ungethüm, Tim; Bergmann, Jean Pierre; Füssel, Uwe; Schmale, Hans Christian
Direct Energy Deposition-Arc - Einsatz von Kühlgasdüsen zur in-situ-Bauteilkühlung. - In: DVS Congress 2023, (2023), S. 545-554

Seibold, Marc; Strelnikov, Dmytro; Bergmann, Jean Pierre; Herzog, Roland
Simulationsbasierte Optimierung der zeitabhängigen Pulsleistung beim Laserstrahlschweißen von Aluminiumlegierungen zur Vermeidung von Heißrissen. - In: DVS Congress 2023, (2023), S. 471-479

Brätz, Oliver; Arnim, Mareike; Eichler, Stefan; Hildebrand, Jörg; Bergmann, Jean Pierre; Gericke, Andreas; Henkel, Knuth-Michael; Kuhlmann, Ulrike
Schweißbarkeit und Tragfähigkeit von MAG-geschweißten Stumpfnähten als Mischverbindung von Baustählen mit unterschiedlicher Festigkeit. - In: DVS Congress 2023, (2023), S. 289-299

Nagel, Falk;
Einfluss zusätzlich induzierter Temperaturfelder beim Laserstrahlschweißen dünner Bleche. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2023. - 1 Online-Ressource (XIII, 168 Seiten). - (Fertigungstechnik - aus den Grundlagen für die Anwendung ; Band 17)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2023

Während des Laserstrahlschweißens entstehen thermisch induzierte Dehnungen und Spannungen, die zu Verschiebungen der Fügepartner im Prozess führen. Diese Verschiebungen werden durch den Einsatz von Spannsystemen in der Produktion unterbunden. Jedoch sind diese Systeme zumeist nur für eine einzelne Schweißaufgabe ausgelegt. Aufgrund der zumeist massiven Bauweise der Systeme und des anwendungsspezifischen Einsatzes dieser ergeben sich hohe Kosten. Somit ist man bestrebt, die Spannsysteme einfacher zu gestalten und damit Bewegungsfreiheiten der Fügepartner im Prozess zu akzeptieren. Um nun die auftretende Querverschiebung zu minimieren, können zusätzliche Wärmequellen oder Wärmesenken genutzt werden, um Einfluss auf das Temperaturfeld und damit auf das Dehnungsfeld zu nehmen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher zunächst der Einfluss variierender Schweißparameter (Schweißgeschwindigkeit, voreingestellter Spalt) bei einer einseitig gespannten Fügekonfiguration am I-Stumpfstoß untersucht. Dazu erfolgten Untersuchungen vordergründig am hochlegierten Stahl 1.4301. Unter Verwendung eines Diodenlasers wurde der Einfluss einer zusätzlichen Wärmequelle auf die Verschiebung im Prozess und das gesamte Verzugsverhalten charakterisiert und bewertet. Der Abstand der beiden Wärmequellen zueinander, die Laserleistung und die Spotabbildung wurden dazu variiert. Die Untersuchungen wurden zunächst an einer Blechdicke von 1 mm durchgeführt und sie wurden im Anschluss an die Blechdicken 0,5 mm und 2 mm übertragen. Es ist festzuhalten, dass durch den Einsatz der zweiten Wärmequelle die Verschiebung minimiert und damit längere Schweißnahtlängen erzielt wurden. Jedoch trat ein höherer Beulverzug auf, der auf die vermehrten Längsspannungen im Bauteil zurückzuführen ist. Die Wirkungsweise der zweiten Wärmequelle wurde unter Anwendung der FE-Methoden und einer analytischen Beschreibung näher beleuchtet. Unter Anwendung einer CO2-Düse wurde die Wärmesenke abgebildet, um das sich ausbildende Temperaturfeld zu verkleinern. Ebenfalls wurde der Einfluss der Senke auf die Querverschiebung im Prozess und auf den globalen Verzug nach dem Schweißprozess charakterisiert und bewertet. Für die drei zuvor genannten Blechdicken zeigt sich dabei, dass die Verschiebung im Prozess minimiert und damit eine vollständige Durchschweißung erzielt wurde. Auch nimmt der Gesamtverzug der Bauteile ab. Darüber hinaus fanden vergleichende Untersuchungen an der Aluminiumlegierung EN AW 5754 statt. Es wurde festgestellt, dass die hier im Vergleich zum Stahl höhere Verschiebungen auftraten. Durch den Einsatz der Wärmequelle wurde keine Reduzierung der Verschiebung erzielt. Jedoch wurde unter Anwendung der Wärmesenke eine Minimierung der Verschiebung erreicht und damit längere Schweißnahtlängen realisiert.



https://doi.org/10.22032/dbt.57468
Drebenstedt, Christian; Jugelt, Stefan; Schricker, Klaus; Rock, Michael
Transient arc characteristic of a commutation switch utilizing high velocity contact separation. - In: Plasma physics and technology, ISSN 2336-2634, Bd. 10 (2023), 2, S. 81-84

Commutation circuits are commonly used for low on state resistance and high current interruption capability if this can not be achieved by a single device or single current switching path. In case of fault detection, a very fast commutation of the current from the low-impedance main current path into the parallel high-current interrupting path is necessary. For single usage applications a low-cost approach is the utilization of a pyrotechnical switch in the low-impedance path. Compared to other electromechanical switches, those switches provide very high velocity of contact separation and thus a fast arc voltage rise with short commutation times. Here, measurements of the contact movement of a pyrotechnical switch were carried out using optical high speed imaging and an arc elongation up to 100ms−1 was calculated. From this, transient arc characteristics were measured in a simplified commutation network during the period until current zero in the low-impedance main current path.



https://doi.org/10.14311/ppt.2023.2.81
Gourishetti, Saichand; Schmidt, Leander; Römer, Florian; Schricker, Klaus; Kodera, Sayako; Böttger, David; Krüger, Tanja; Kátai, András; Bös, Joachim; Straß, Benjamin; Wolter, Bernd; Bergmann, Jean Pierre
Monitoring of joint gap formation in laser beam butt welding using neural network-based acoustic emission analysis. - In: Crystals, ISSN 2073-4352, Bd. 13 (2023), 10, 1451, S. 1-14

This study aimed to explore the feasibility of using airborne acoustic emission in laser beam butt welding for the development of an automated classification system based on neural networks. The focus was on monitoring the formation of joint gaps during the welding process. To simulate various sizes of butt joint gaps, controlled welding experiments were conducted, and the emitted acoustic signals were captured using audible-to-ultrasonic microphones. To implement an automated monitoring system, a method based on short-time Fourier transformation was developed to extract audio features, and a convolutional neural network architecture with data augmentation was utilized. The results demonstrated that this non-destructive and non-invasive approach was highly effective in detecting joint gap formations, achieving an accuracy of 98%. Furthermore, the system exhibited promising potential for the low-latency monitoring of the welding process. The classification accuracy for various gap sizes reached up to 90%, providing valuable insights for characterizing and categorizing joint gaps accurately. Additionally, increasing the quantity of training data with quality annotations could potentially improve the classifier model’s performance further. This suggests that there is room for future enhancements in the study.



https://doi.org/10.3390/cryst13101451
Balos, Sebastian; Labus Zlatanovic, Danka; Kulundzic, Nenad; Janjatovic, Petar; Dramicanin, Miroslav; Lanc, Zorana; Hadzistevic, Miodrag; Radisic, Slobodan; Rajnovic, Dragan; Pecanac, Milan
Influence of tool-base metal interference on the performance of an aluminium-magnesium alloy joined via bobbin tool friction stir welding. - In: Metals, ISSN 2075-4701, Bd. 13 (2023), 7, 1215, S. 1-16

Bobbin tool friction stir welding (BTFSW) is a variant of the FSW process which uses the special two-shoulder tool that forms the top and bottom of a weld surface. As such, a significant simplification of the welding setup is achieved. One of the dominant parameters of the BTFSW process is the interference between the tool shoulder pinch gap and the weld metal thickness. In this research, the influence of interference of the square pin tool with convex shoulders on process temperature, microstructure, tensile, impact, and bend performance were studied, and appropriate correlations were devised. The base metal was an aluminum-magnesium alloy in which the interference varied in the range of 0.1 to 0.5 mm. Wormhole defects and irregularities were found in all specimens except in the specimen welded with 0.4 mm interference. An optimal interference of 0.4 mm resulted in the best mechanical properties, which, in terms of tensile strength and reduction of area, were similar to the base metal. Furthermore, the impact strength was significantly higher, which was attributed to the grain refinement effect in the nugget zone.



https://doi.org/10.3390/met13071215