Hochfrequente Hämmerverfahren - Steigerung der Ermüdungsfestigkeit neuer und bestehender geschweißter Stahlkonstruktionen

摘要

Zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit neuer und der Lebensdauer bestehender geschweißter Stahlkonstruktionen sind die mechanischen Nachbehandlungsverfahren HiFIT und UIT entwickelt worden, die im Rahmen eines umfangreichen Forschungsvorhabens untersucht werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anwendung zu einer sehr deutlichen Verbesserung des Ermüdungsverhaltens führen kann. Dies ist auf zwei, durch die Verfahren planmäßig genutzte Effekte zurückzuführen. Zum einen bewirkt der Stoß des Hartmetallpins lokale plastische Verformungen im Schweißnahtübergang und damit eine Reduktion des Kerbradius, zum anderen werden durch die lokalen Umformvorgänge im Werkstoff Randschichtaufhärtungen und insbesondere oberflächennahe Druckeigenspannungsfelder erzeugt. Zugschwellversuche an Probekörpern aus Stahl S460TM mit Stumpfnähten und angeschweißten Quersteifen sowie aus Stahl S690QL mit aufgeschweißten Längssteifen belegen, dass bei Nachbehandlung sowohl neuer als auch vorgeschädigter Probekörper eine Steigerung der Ermüdungsfestigkeit um bis zu 100% möglich ist.%The fatigue life of cyclic loaded steel structures is significantly influenced by the fatigue strength of critical notch details, mostly weld seams. Weld improvement methods can increase the fatigue strength of welded details. In the range of a broad research project both methods HiFIT and UIT are analysed. First results show that their application leads to an obvious improvement of the fatigue strength. The effectiveness is based on two systematically used effects: the combination of a geometric improvement and the introduction of compressive residual stresses combined with a surface hardening. Fatigue tests of specimens (steel grade S460 TM) with butt welds, with one-sided stiffeners and with double-sided longitudinal stiffeners (steel grade S690) prove that the fatigue strength can be increased up to 100%.