Entwicklung und Erprobung eines energieeffizienten und produktiven Thermitschweißverfahrens

Im Rahmen des Projektes wurden die Simulationsmodelle entwickelt, die den Prozessablauf des Thermit-Schweißens von Schienen grundlegend beschreiben. Mit Hilfe dieser Simulationsmodelle wurden das Eingießen von aluminothermisch erzeugtem Stahl, das Erstarren sowie das Abkühlen der Schweißverbindung beschrieben. Des Weiteren wurden anhand von experimentellen Untersuchungen, wie Thermoelementmessungen und die Thermographieaufnahmen während des Schweißprozesses, die entwickelten Simulationsmodelle validiert und verbessert. Auf Basis der durchgeführten Prozesssimulation des aluminothermischen Schweißens erfolgte die Berechnung der Form und der Abmessung der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone, sowie der Gefügebestandteile in der Schweißverbindung. Die Simulationsergebnisse wurden mit den aus den Schweißungen entnommenen und metallographisch präparierten Proben verglichen. Zwischen der Simulationsrechnung und den experimentellen Untersuchungen konnte eine gute Übereinstimmung festgestellt werden. Weitere Untersuchungen zielten auf die Vorhersage einiger der am häufigsten auftretenden Fehler in aluminothermischen Schweißungen, wie Bindefehler und Erstarrungslunker, aus den Ergebnissen der Prozesssimulation ab. Nach erfolgter Validierung wurde das entwickelte numerische Modell zur Optimierung der aluminothermischen Schweißtechnologie eingesetzt.