Simulering av tillverkningsprocesser för att förutse egenskaper hos fossilfria stållegeringar

I detta delprojekt tillämpas de utvecklade material-, mikrostruktur- och diffusionsmodellerna från projektaktiviteten 1.5 i en svetssimulering. Med modellerna kan de slutliga egenskaperna hos stålet efter svetsprocessen predikteras. Svetssimuleringen består av en termomekanisk modell. I den termiska delen av modellen modelleras temperaturhistorien i hela plåten under och efter svetsning. Genom att koppla den termiska modellen till den mekaniska modellen kan deformationer och restspänningar som uppstår i dem svetsade plåtarna predikteras.

Med den utvecklade simuleringsmodellen kan man bättre förstå varför egenskaperna ändras på ett visst sätt och hur de påverkas av olika processparametrar. För att få rätt materialbeteende i materialmodellen krävs korrekt predikterade temperaturhistorier som verifieras med experiment. Temperaturhistorien styr också vilka fasomvandlingar som kommer att ske och hur snabbt fasomvandlingen sker. Temperaturen styr också hur fort väte kommer att diffundera vilket kan kopplas till om det finns en risk för väteförsprödning. I svetssimulering integreras mikrostruktur- och diffusionsmodellen till materialmodellen för att öka noggrannheten när deformationer och restspänningar förutses i svetssimuleringen.

Svetsprovning har genomförts tillsammans med SSAB Oxelösund för att utveckla och validera de framtagna modellerna. I svetsprovningen svetsas två punktsvetsade plåtar i en stumfog. Eftersom den ena plåten är fixerad kommer den andra plåten att deformeras genom att böjas uppåt. Deformationerna mäts och kommer sedan att jämföras med modelleringsresultatet. Även temperaturer mäts med termoelement.