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| Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Wednesday, September 28, 2011, Saal G-1 11:25 AM
Regelwerke und Qualitätssicherung 2
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| Title: |
Einfluss der Nahtunregelmäßigkeiten auf die bruchmechanischen Kennwerte von WIG-geschweißten Aluminiumrohren
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| Authors: |
Benedikt Gorniak / SLV-Duisburg / Abteilung Werkstofftechnik, Deutschland
Tobias Kleinbongartz/ Universität Essen-Duisburg,
Markus Holthaus*/ SLV Duisburg,
Steffen Keitel/ SLV Duisburg,
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| Abstract: |
Beim WIG-Schweißen von Aluminiumlegierungen kann die Porosität in der Naht nicht vollständig beseitigt werden. Je nach Nahtvorbreitung, der Art des Schutzgases, Zustand des Zusatzwerkstoffes, Brennereinstellung, Zustand der Düse sowie Schweißposition, ändert sich die Häufigkeit, Verteilung und Größe der Unregelmäßigkeiten in der Naht. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchung wurden orbitalgeschweißte Röhren der Legierung AlMg3 untersucht. Der Grad der Unregelmäßigkeiten wurde zerstörungsfrei mithilfe der digitalen Radiografie sowie der computertomografischen Untersuchung quantifiziert. Mit der metallografischen Untersuchung konnten typische Unregelmäßigkeiten gemäß DIN EN ISO 10042 dokumentiert werden. Der Einfluss der Unregelmäßigkeiten wird sowohl auf die Ermüdungsfestigkeit als auch auf die Zähigkeit der Verbindung untersucht. Die Zähigkeit der Verbindung wird mithilfe von bruchmechanischen Versuchen beschrieben. Die bruchmechanischen Kennwerte des Grundwerkstoffes sowie der Schweißnähte (Nahtmitte sowie Stellen mit den meisten Unregelmäßigkeiten) wurden mithilfe von CT-Proben (Compact TensionProben) ermittelt. Aufgrund der Zähigkeit des Werkstoffes ergibt sich kein gültiger KIc-Wert. Daher wurde das J-Integral als Kennwert ermittelt. Mit den ermittelten Kennwerten wurde die kritische Größe der Unregelmäßigkeit mit dem Programm Verb 8,0 errechnet. Dabei wurden unterschiedliche Belastungszustände der Rohre sowie der Einfluss der Eigenspannung simuliert und deren Einfluss auf die kritische Fehlergröße bewertet. Im Rahmen des Vortrages wird gezeigt, wie mithilfe der bruchmechanischen Untersuchung eine gezielte Untersuchung des Einflusses der Nahtunregelmäßigkeiten auf den Weiterbetrieb einer Konstruktion möglich ist. Darüber hinaus kann diese Untersuchung im Einzelfall als Entscheidungshilfe für die Durchführung von Reparaturnähten herangezogen werden. Dadurch kann unter Beibehaltung der Sicherheitsanforderungen wirtschaftlicher produziert werden.
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