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Tuesday, September 20, 2022, Rheinsaal 2:00 PM DVS CAMPUS - Herausfordernde fügetechnische Konstruktionen für den Automobilbau und den Bausektor |
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Experimentelle Untersuchungen zur schweißtechnischen Verarbeitung höherfester Feinkornbaustähle am Beispiel von einseitig geschweißten T-Stößen |
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Martin Neumann* / Technische Universität Chemnitz,
Institut für Füge- und Montagetechnik,
Professur Schweißtechnik, Deutschland André Hälsig / Technische Universität Chemnitz, Institut für Füge- und Montagetechnik, Professur Schweißtechnik, Deutschland Jonas Hensel/ Technische Universität Chemnitz, Institut für Füge- und Montagetechnik, Professur Schweißtechnik, Deutschland Richard Stroetmann/ Technische Universität Dresden, Institut für Stahl- und Holzbau, Professur für Stahlbau, Deutschland Brian Rust/ Technische Universität Dresden, Institut für Stahl- und Holzbau, Professur für Stahlbau, Deutschland Jan Schmidt/ Technische Universität Dresden, Institut für Stahl- und Holzbau, Professur für Stahlbau, Deutschland Thoralf Kästner/ Technische Universität Dresden, Institut für Stahl- und Holzbau, Professur für Stahlbau, Deutschland |
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Die Festigkeit und das Verformungsvermögen von Schweißverbindungen höherfester Feinkornbaustähle werden unter anderem von den Fertigungsparametern, die i. d. R. in der Abkühlzeit t8/5 subsumiert sind, beeinflusst. In der Wärmeeinflusszone treten Gefügeveränderungen auf, welche in Abhängigkeit des Herstellungsverfahrens und der chemischen Zusammensetzung des Grundwerkstoffes sowie der Abkühlzeit t8/5 zu einer Entfestigung (Softening) oder Aufhärtung (Hardening) führen können. Diese Veränderung in den mechanischen Eigenschaften kann die Tragfähigkeit der Verbindung maßgeblich beeinflussen. Im Rahmen der AiF-FOSTA Forschungsvorhaben P1020 und P1453 wurden in einem Dilatometer durch thermomechanische Simulation definierter Bereiche der WEZ höherfeste vergütete und thermomechanisch gewalzte Feinbaukornstähle mit Streckgrenzen im Bereich von 500 MPa bis 960 MPa untersucht. Für ausgewählte Spitzentemperaturen und Abkühlzeiten wurde die Gefügeumwandlung analysiert und die mechanischen Festigkeits- und Zähigkeitskennwerte bestimmt. Auf Basis der Untersuchungsergebnisse wurde eine Methodik entwickelt, um geeignete Fertigungsparameter für die schweißtechnische Verarbeitung der untersuchten Stähle abzuleiten. Zur Validierung der abgeleiteten Parameterbereiche wurden systematische Schweißversuche an einseitig geschweißten T-Stößen durchgeführt. Dabei wurde die Schweißnahtgeometrie (Kehlnaht, HV-Naht und HY-Naht mit aufgesetzter Kehlnaht), die Streckenenergie und die Anzahl der Lagen für die im Rahmen des Forschungsvorhabens P1453 untersuchten Stähle variiert. Es wurden Overmatching- und Undermatching-Verbindungen hergestellt. In zerstörenden Versuchen wurde anschließend das Trag- und Verformungsverhalten der Verbindung überprüft. Ziel der Untersuchungen war die Schaffung von Grundlagen, die zu einer Überarbeitung der technischen Regelwerke für die Bemessung und Ausführung von Schweißverbindungen aus höherfesten Stählen führen. Der geplante Beitrag gibt einen Überblick über die durchgeführten experimentellen Untersuchungen. Der Schwerpunkt liegt auf der Vorstellung der Ergebnisse der Dilatometeruntersuchungen und der entwickelten Methodik zur Ableitung geeigneter Bereiche der Fertigungsparameter. Eine anschließende Zusammenfassung der Versuchsergebnisse an einseitig geschweißten T-Stößen, unter Angabe des Versagensorts (Schweißgut, WEZ, Grundwerkstoff) und der erreichten Traglast dient zur Validierung der abgeleiteten Fertigungsbereiche für einseitig geschweißte T-Stöße und der praxisgerechten Überarbeitung gültiger Regelwerke, wie prEN 1993-1-8. |