Alternative thermische Fugekonzepte zur Reduktion der Kerbwirkung bei stahlbaulichen Anwendungen

摘要

In einem offentlich geforderten Forschungsprojekt (Forderkennzeichen: 0325949B, Projekttrager PtJ) werden derzeit Untersuchungen zur Verbesserung der Schwingfestigkeit von Stahlsegmentturmen fur Windenergieanlagen (WEA) durchgefuhrt. Die Kerbwirkung fur die zyklisch beanspruchte Turmwand resultiert einerseits aus den Quer- und Langsnahten und andererseits aus der Montage sogenannter Schweissbuchsen, die fur die Befestigung von Plattformen, Leitersystemen oder Kabelfuhrungen notwendig sind. Die Schnittlasten, die sich fur dieses Anschweissteil selbst ergeben, sind i. d. R. relativ gering. Im vorliegenden Beitrag werden auszugsweise Ergebnisse vorgestellt, die die Schwingfestigkeit des konventionellen Schweissdetails (Buchse mit Innenbohrung zur Aufnahme von M16-Bolzen) mittels MSG-Prozess mit alternativen thermischen Fugeverfahren vergleichend beurteilt. Zunachst wird fur das Anschweissteil der MSG-Prozess (138) durch das MIG-Loten (973) substituiert. Ferner werden Untersuchungen vorgestellt, wobei jeweils ein Bolzen (M16) direkt auf den Prufling verschweisst wird. Dabei wurde das konventionelle Hubzundungsbolzenschweissen (783) mit dem Magnetfeld-Bolzenschweissen (SRM) verglichen. Neben der Schwingfestigkeit wurde die quasistatische Beanspruchbarkeit der Verbindungen untersucht. Durch die fugetechnischen Modifikationen konnte eine Steigerung der Schwingfestigkeit erzielt werden, die sich durch die Einordnung der Versuchsergebnisse in den Kerbfallkatalog der DIN EN 1993-1-9:2010-12 nachweislich ergeben. Insbesondere das MIG-Lichtbogenloten stellt eine vielversprechende Alternative fur viele stahlbauliche Anwendungsfalle aufgrund der stark reduzierten Kerbwirkung dar. Die Ursachen fur die gesteigerte Beanspruchbarkeit unter zyklischer Last werden diskutiert und ein Ausblick auf mogliche Anwendungen unter Berucksichtigung des Regelwerks gegeben.