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Tuesday, September 18, 2018, Hugo-Eckener-Saal 1:45 PM Stahlbau II |
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Konstruktive und schweißtechnische Verfahrensauslegung zum wirtschaftlichen Schweißen von höherfesten Stählen |
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André Hälsig* / Technische Universität Chemnitz
Institut für Füge- und Montagetechnik
Professur Schweißtechnik, D Torsten Auerbach / TU Chemnitz, Professur Schweißtechnik, Deutschland Mario Kusch/ TU Chemnitz, Professur Schweißtechnik, Deutschland Peter Mayr/ TU Chemnitz, Professur Schweißtechnik, Deutschland Lars Werner/ TU Dresden, Professur für Stahlbau, Deutschland Thoralf Kästner/ TU Dresden, Professur für Stahlbau, Deutschland Richard Stroetmann/ TU Dresden, Professur für Stahlbau, Deutschland |
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Die Vorteile des möglichen Leichtbaus und des ressourcenschonenden Materialeinsatzes von schweißgeeigneten Feinkornbaustählen werden für Schweißkonstruktionen durch ungünstige Bemessungsregeln (Eurocode 3) und eine erschwerte schweißtechnische Ausführung weitgehend wieder aufgehoben. Im Rahmen des AiF-FOSTA Forschungsprojektes P1020 wurden Grundlagen geschaffen, die zu einer deutlichen Verbesserung der technischen Regeln für die Bemessung und Ausführung von Schweißverbindungen aus höherfesten Stählen führen. Hierzu gehört die Weiterentwicklung der Tragsicherheitsnachweise, mit denen das Matching -Szenario der Zusatzwerkstoffe sowie die konstruktive Auslegung der Schweißnaht und des Schweißprozesses in angemessener Weise berücksichtigt werden. Mit dem Ziel einer Vereinfachung der schweißtechnischen Ausführung wurden Verfahrensanweisungen sowie Änderungsvorschläge in der Normung erstellt. Für relevante Feinkornbaustähle mit Streckgrenzen bis 960 N/mm² und verschiedene Schweißzusätze (Festigkeiten kleiner, gleich und größer als beim Grundwerkstoff) und Nahtgeometrien wurden systematisch Versuchsreihen an Flachzugproben durchgeführt und ausgewertet. Hierbei wurde bewiesen, dass die Festigkeit des Zusatzwerkstoffes maßgeblich die Schweißnahtfestigkeit bestimmt. Folglich sollte die Festigkeit des Zusatzwerkstoffes mit der des Grundwerkstoffs übereinstimmen. Analysen der Abkühlzeiten t8/5 verdeutlichen, dass zu schnelle Abkühlungen kritischer sind, als zu lange. Beim exemplarisch verwendeten S690Q betrug die Differenz der Festigkeit mehr als 30 %. Mit zunehmender Streckgrenze nimmt die Differenz stark zu. Konstruktiv sollten aus technischer und wirtschaftlicher Sicht die Öffnungswinkel der Schweißnaht zwischen 60&45° betragen und Stegdicken 3 mm nicht überschreiten. Die Validierung der Verfahrensanweisungen und Normänderungsvorschläge erfolgte durch Versuche an typischen Bauteilverbindungen im Kreuz-, Stumpf- und Laschenstoß. |