Von der Anwendung ins Pruflabor: Massstabsgetreues Bewerten von Spannungen in geschweissten Bauteilen

摘要

Eigenspannungen sind von zentraler Bedeutung fur die Performance geschweisster Bauteile. Die Bewertung schweissbedingter Beanspruchungen im Labormassstab ist oft nicht zielfuhrend. Reale Bauteilschweissungen weisen geometrisch und konstruktiv bedingt meist divergente Warmeableitungs- und Einspannbedingungen auf. Dadurch lassen sich haufig nur eingeschrankt Aussagen uber Eigenspannungshohen, -verteilungen und die wesentlichen Einflussfaktoren treffen. Dies fuhrt oftmals zur eher konservativen Konstruktionsauslegung und damit zu einer geringeren Ressourcen- und Energieeffizienz. Dieser Beitrag widmet sich den Bestrebungen, reale Randbedingungen beim Bauteilschweissen in das Labor zu ubertragen. Es werden die Moglichkeiten eines speziell fur diesen Zweck an der BAM entwickelten Prufsystems mit einer maximalen Tragkraft von 2 MN aufgezeigt. Durch die konstruktive Gestaltung der Anlage lassen sich in Schweissversuchen schweissbedingte Beanspruchungen nachbilden und die komplexen Einflusse und Wechselwirkungen durch Schweissprozess, Bauteilgeometrie und -konstruktion sowie durch die eingesetzten Grund- und Zusatzwerkstoffe quantifizieren. Daruber hinaus konnen mittels Rontgenbeugung die resultierenden lokalen Eigenspannungen prazise und mit hoher Ortsauflosung bestimmt werden. Anhand von Beispielen wird die Nachbildung realer Produktionsbedingungen im Labor erortert und gezeigt, wie die Spannungen beim Schweissen hochfester Baustahle von konstruktiven, werkstoff- und prozessseitigen Randbedingungen abhangen. So wurde geklart, wie erhohte Arbeitstemperaturen zum signifikanten Anstieg der Beanspruchungen fuhren.