Abstract No.:
6915

 Scheduled at:
Wednesday, September 15, 2021, Konferenzraum D/E 12:30 PM
Stahlbau - Schweißen von Feinkornbaustählen


 Title:
Qualitätssicherung im Mobilkranbau und normative Umsetzung

 Authors:
Johannes Bergfeld / Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH, Germany
Ulrike Hähnel / Hochschule Mittweida - University of Applied Sciences, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Germany
René Fenzl/ FuE, Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH, Germany
Prof. Dr.-Ing. Peter Hübner/ Hochschule Mittweida - University of Applied Sciences, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Germany
Dr.-Ing. Bernd Kranz/ FuE, Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH, Germany
Steffen Keitel*/ SLV Halle, Deutschland

 Abstract:
Bei Mobilkranen gilt es hohe Traglasten im Baustelleneinsatz bei möglichst geringem Transportgewicht im öffentlichen Straßenverkehr zu erreichen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden für die Gittermast- und Teleskopausleger hochfeste Feinkornbaustähle eingesetzt. Während die schweißtechnische Verarbeitung dieser Stähle weitestgehend geklärt ist, bestehen in der Dimensionierung und der Qualitätssicherung Unsicherheiten. Die Schweißverbindungen von höherfesten Feinkornbaustählen erreichen nicht die Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften des Grundwerkstoffes, was besonders bei der Auslegung gegen Sprödbruchversagen kritisch ist. Außerdem ist ungeklärt, ob sich dabei die Bewertungsgruppen für innere Unregelmäßigkeiten nach ISO 5817 für hochfeste Feinkornbaustähle anwenden lassen. Für den experimentellen Nachweis werden Röntgengrobstrukturanalysen, Computertomographie, Härteprüfung, Zug- und Kerbschlagbiegeversuche, statische Bruchmechanik- und Schnellzerreißversuche durchgeführt. Als Grundwerkstoffe werden S960QL (1.8933) und der S355NL (1.0546) miteinander verglichen (Blechdicke von t=12 mm, MSG, Stumpfstoß mit V-Nahtvorbereitung). Anhand der Ergebnisse aus Zug- und Kerbschlagbiegeversuchen lassen sich nur qualitative Aussagen über das Zähigkeitsverhalten der Werkstoffe und Schweißgüter treffen bspw. die Übergangstemperatur T27J (°C) oder Bruchdehnung A (%). Quantitative Zähigkeitskennwerte bei inneren Unregelmäßigkeiten, tiefen Einsatztemperaturen oder schlagartiger Belastung können nur anhand von statischen Bruchmechanik- und Schnellzerreißversuchen experimentell bestimmt werden. Dazu nimmt die Hochschule Mittweida Risswiderstandskurven auf, bestimmt die bruchmechanische Übergangstemperaturen T100 und ermittelt gemäß Masterkurve-Konzept ASTM E1921 die Rissinitierungswerte analytisch. Damit wird die Sprödbruchwahrscheinlickeit auf Basis des J-Integrals beschrieben und neben der Streuung sowie statistischen Größeneffekten die Temperaturabhängigkeit der Bruchzähigkeit ermittelt. Ob die eingebrachten inneren Unregelmäßigkeiten nach ISO 5817 bei höherfesten Schweißverbindungen zulässig sind, wird anhand der bruchmechanischen Bewertungsmethode (SINTAP-Prozedur) geprüft. Der Nachweis erfolgt an zugbeanspruchten Proben im Schnellzerreißversuch mit definierten inneren Unregelmäßigkeiten. Die Ergebnisse sollen in einer Norm zusammengefasst werden, die die bestehenden allgemeinen Regelwerke wie ISO 5817 (Nahtqualität), ISO 9606 (Schweißerprüfung) und ISO 15614 (Verfahrensprüfung) speziell für die Anforderungen des Mobilkranbaus präzisiert. Dieses Projekt ist gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

<= go back