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Wednesday, September 21, 2022, TZ 3 3:30 PM Stahlbau - Bemessung und Festigkeit |
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Festigkeitsbewertung hochfester Schweißverbindungen anhand von Querzugversuchen |
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Martin Christ* / Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft Fügetechnik GmbH, Deutschland Uwe Reisgen / Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF), Deutschland Rahul Sharma/ Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF), Deutschland Konrad Mäde/ Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF), Deutschland Sebastian Münstermann/ Institut für Eisenhüttenkunde (IEHK), Deutschland Michael Dölz/ Institut für Eisenhüttenkunde (IEHK), Deutschland Barbara Hoppe/ Institut für Eisenhüttenkunde (IEHK), Deutschland Berk Tekkaya/ Institut für Eisenhüttenkunde (IEHK), Deutschland |
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Die Bauteilauslegung erfolgt in vielen Industriebereichen durch einen streckgrenzenbasierten Ansatz, bei dem eine homogene Festigkeitsverteilung innerhalb des gesamten Bauteils angenommen wird. Für den Festigkeitsnachweis von Schweißverbindungen wird in der zerstörenden Prüfung mittels Querzugversuch ein Bruch im unbeeinflussten Grundwerkstoff angestrebt. Dies stellt speziell für hochfeste Baustähle mit Streckgrenzen ? 1100 MPa in der Praxis eine den Einsatz limitierende Hürde dar, weil hier unter Nutzung kommerzieller Schweißzusätze oftmals keine festigkeitsbezogene „Overmatching“-Situation im Schweißgut gegeben ist. Die durchgeführten Arbeiten verfolgen das Ziel, die individuellen Eigenschaftsprofile metallurgisch inhomogener Querzugproben aus Verbindungsschweißungen ortsaufgelöst zu charakterisieren und zu bewerten. Orientiert am Anwendungsfeld des Mobilkranbaus werden die Untersuchungen vorrangig an MSG-Verbindungsschweißungen der Grundwerkstoffe S1100MC und S1100QL durchgeführt. Unter Berücksichtigung der schweißtechnischen Verarbeitungsbedingungen erfolgt eine Charakterisierung der sich einstellenden Gefügearten im Schweißgut und den Subzonen der WEZ. Die Durchführung von Querzugversuchen mit begleitendem Einsatz eines digitalen Bildkorrelationssystems ermöglicht eine spezifische Zuordnung und Quantifizierung der lokalen Dehnungsbeiträge der jeweiligen Zonen. Schädigungsmechanische Modellierungsansätze erweitern den Lösungsansatz sowohl mikrostrukturell durch Abbildung repräsentativer Volumenelemente als auch makroskopisch durch Darstellung der Werkstoffeigenschaften im Gesamtverbund. Aus der Kopplung experimenteller und numerischer Untersuchungen werden schließlich Kriterien abgeleitet, die die Grundlage zur Festigkeitsbewertung metallurgisch inhomogener Querzugproben unter Berücksichtigung des bestehenden Regelwerkes erweitern und relevante Abhängigkeiten herausstellen. Der Beitrag stellt die Ergebnisse des IGF-Projektes 20.439 N („Festigkeitsbewertung hochfester Schweißverbindungen anhand von Querzugversuchen“) dar. |