Abstract No.:	7746
Scheduled at:	Tuesday, September 12, 2023, Mailand 3:00 PM Digitalisierung in der Fügetechnik III
Title:	Numerische Optimierung von Schweißnahtfolgeplänen unter Verwendung von Evolutionsstrategien
Authors:	Fabian Muhs* / Technologie-Institut für Metall und Engineering GmbH., Deutschland
Abstract:	Das Ziel dieser Forschung ist die Entwicklung optimaler Schweißnahtfolgepläne für das Schweißen von Bauteilen mit Metall-Schutzgas-Schweißprozessen. Für eine Auswahl generischer Schweißbauteile aus dem Stahlwerkstoff S235JR wird unter Verwendung von Evolutionsstrategien ein optimaler Schweißnahtfolgeplan ermittelt. Aufgrund der sehr großen Anzahl von Kombinationsmöglichkeiten bei der Schweißung durch die Variation von Reihenfolge und Richtung der Schweißnähte, wird die Bewertung der einzelnen Schweißnahtfolgepläne numerisch mittels der finiten Elemente basierten Software LS-Dyna® und massiver Parallelisierung durchgeführt. Das Ziel der Optimierung ist es, den globalen Verzug während des Schweißens für jedes generische Bauteil zu minimieren oder aber konstruktionsbedingte Randbedingungen an den lokalen Verzug einzuhalten. Im Rahmen der Arbeit werden unterschiedliche evolutionäre Algorithmen und Parameter aus der Bionik hinsichtlich ihrer Leistung untersucht. Die Validierung der numerischen Ergebnisse und Optimierungsalgorithmen erfolgt anhand von realen Schweißversuchen an den generischen Bauteilen. Dazu werden lokale Temperatur- und Verformungsgrößen während des Schweißens erfasst und den numerischen Werten gegenübergestellt. Dies belegt die Übertragbarkeit der numerischen Ergebnisse in die Realität. Zur Sicherstellung der Reproduzierbarkeit der Schweißversuche, werden diese mit einem Roboter vollautomatisiert durchgeführt. Durch die Vorhersage eines optimalen Schweißnahtfolgeplanes mit dieser Methodik kann der Ausschuss an Schweißbauteilen in der Produktion signifikant gesenkt und damit eine Reduzierung der Kosten sowie eine Steigerung der Produktivität erzielt werden.

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