3D焊接-钢构件的增材制造

IF 0.3 4区 工程技术 Q4 CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY Stahlbau Pub Date : 2023-04-14 DOI:10.1002/stab.202300016
C. Holzinger, S. Peters, A. Trummer
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摘要

本文探讨了建筑行业中使用钢铁进行机器人3D打印(WAAM–线材和电弧增材制造)的可能性。项目团队的目标是为单个钢结构构件开发一种稳定、经济的制造工艺。解释了不同工艺参数(如送丝速度和行进速度)对接缝形状和堆积率以及材料性能的影响,并为所用的每种材料定义了一个具有稳定、验证参数集的参数窗口。测试了三种不同的焊接耗材(G 2Si1、G 3Si1和G 4Si1)的强度和刚度,特别注意基底和焊接结构之间的连接区域。为此,新开发了测试附加制造部件的测试方法,特别是剪切载荷的测试方法。作为概念的证明,示出了示例性应用,并且在不同配置中检查了这种连接的承载能力。
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3DWelding – additive Herstellung von Stahlbaukomponenten
In diesem Beitrag werden die Möglichkeiten des robotischen 3D‐Drucks mit Stahl (WAAM – Wire and Arc Additive Manufacturing) in der Bauindustrie untersucht. Ziel des Projektteams ist es, ein stabiles und wirtschaftliches Herstellungsverfahren für individuelle Stahlbauelemente zu entwickeln. So wird der Einfluss verschiedener Prozessparameter wie Drahtvorschubgeschwindigkeit und Fahrgeschwindigkeit auf die Nahtform und die Aufbaurate sowie auf die Materialeigenschaften erläutert und für jedes verwendete Material ein Parameterfenster mit stabilen, überprüften Parametersets definiert. Dabei werden drei verschiedene Schweißzusatzwerkstoffe (G 2Si1, G 3Si1, G 4Si1) hinsichtlich ihrer Festigkeit und Steifigkeit geprüft, wobei ein besonderes Augenmerk auf den Fügebereich zwischen Substrat und geschweißter Struktur gelegt wird. Zu diesem Zweck wurden Prüfverfahren zur Prüfung additiv gefertigter Bauteile, insbesondere für die Schubbelastung, neu entwickelt. Als Proof of Concept wird eine exemplarische Anwendung gezeigt und die Tragfähigkeit dieses Anschlusses in unterschiedlichen Konfigurationen untersucht.
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来源期刊
Stahlbau
Stahlbau 工程技术-工程:土木
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3-8 weeks
期刊介绍: In der Zeitschrift Stahlbau wird mit ca. 100 Fachaufsätzen und Projektberichten pro Jahr das gesamte Spektrum des Stahlbaus zusammengefasst. Die neuesten Erkenntnisse aus der Forschung und anwendungsorientierte Beiträge aus der Praxis sind Arbeitshilfen für die täglichen Aufgabenstellungen des Ingenieurs, zusammengefasst in 12 Ausgaben pro Jahr.
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