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| Home > Publications database > Einfluss des Laser-Shock-Peening auf die Eigenspannungsverteilung in Laser-Schweißnähten |
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| Master Thesis | PUBDB-2018-02530 |
2017
Abstract: Eigenspannungen sind mechanische Spannungen, die in einem Körper vorhanden sind, andem keine externen Kräfte angreifen und der sich im thermischen Gleichgewicht befindet.Bei der Bearbeitung von Materialien und technischen Bauteilen können stets auch Eigenspannungenin diesen Materialien entstehen. Die entstehenden Eigenspannungen sind dabeihäufig charakteristisch für die jeweiligen Bearbeitungsprozesse. Eigenspannungen haben teilserhebliche Auswirkungen auf das Verhalten des Materials, da sie sich im Betrieb mit auftretendenLastspannungen gemäß dem Superpositionsprinzip überlagern. Diese Spannungenkönnen dabei sowohl positive als auch negative Folgen für das Material haben. Druckspannungenwirken sich positiv auf die Lebensdauer des Materials aus, während Zugspannungenzu verfrühtem Materialversagen führen können. Es besteht daher ein großes Interesse, Eigenspannungenwährend des Bearbeitungsprozesses kontrolliert einbringen und die in Materialienvorhandenen Eigenspannungsverteilungen untersuchen zu können.Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Eigenspannungen in oberflächenbehandeltenAluminiumproben untersucht. Dazu wurden verschiedene Aluminiumproben mit Laser-Shock-Peening behandelt. Durch dieses Verfahren werden oberflächennahe Druckeigenspannungenin die Proben eingebracht, die die Dauerfestigkeit des Materials erhöhen sollen.Da der Gleichgewichtszustand des Materials aufrecht erhalten werden muss, entsteht dabeiauch ein Zugeigenspannugsprofil im Inneren des Materials, dass die Druckspannungenausgleicht. Einige der untersuchten Proben wurden außerdem mit einem Laserschweißverfahrenaneinandergeschweißt. Durch den Schweißprozess entstehen im Bereich der SchweißnahtZugeigenspannungen im Material. Die Frage, ob die durch das Laser-Shock-Peening eingebrachtenDruckeigenspannungen einen Einfluss auf die im Schweißprozess entstehenden Zugeigenspannungenim Bereich der Schweißnaht haben, ist eine der zentralen Fragestellungendieser Arbeit.Die in dieser Arbeit verwendeten Aluminiumproben wurden durch die Analyse der Beugungsbilderunter hochenergetischer Röntgenstrahlung untersucht. Diese Messungen wurdenan den Beamlines der Außenstelle des Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) bei PETRA IIIam Deutschen Elektronen Synchrotron (DESY) in Hamburg durchgeführt. Desweiteren wurdenEigenspannungsmessungen mit der Bohrlochmethode am HZG vorgenommen und mitden am Synchrotron durchgeführten Messungen verglichen. In den folgenden Teilen dieserMasterarbeit sollen kurz die theoretischen Grundlagen der durchgeführten Untersuchungenund die Beschaffenheit der verwendeten Proben erläutert werden. Danach werden die durchgeführtenMessungen und die Auswertungsmethode beschrieben. Anschließend werden dieErgebnisse der durchgeführten Messungen vorgestellt und interpretiert. Am Ende der Arbeitfolgt eine Zusammenfassung.
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