TY - CONF A1 - Rhode, Michael T1 - Praktikable Prüfung der Wasserstoffverteilung in Mehrlagenschweißungen in Anlehnung an die DIN EN ISO 3690 N2 - Das Forschungsvorhaben adressiert eine zentrale Lücke und damit einhergehende Einschränkung für geschweißte hochfeste Werkstoffe in der aktuellen Normung: Die DIN EN ISO 3690 erlaubt ausschließlich die Bestimmung des diffusiblen Wasserstoffs in einlagigen Prüfraupen und bildet damit die realen Bedingungen in mehrlagigen Schweißnähten hochfester Stähle nicht ab. Durch das mehrfache wiederholte Aufwärmen wird die eingebrachte Wasserstoffkonzentration deutlich unter die konservativen, einlagigen Prüfraupen bereits während des Schweißens abgesenkt. Hierzu fehlt jedoch eine einfache, experimentelle Methoden, um die tatsächliche lokale lagenabhängige bzw. globale Wasserstoffverteilung quantifizieren zu können. Das Vorhaben entwickelt daher erstmals eine Versuchsmethodik, der reale Diffusions- und Entgasungsbedingungen von Mehrlagenschweißungen experimentell reproduziert. Dadurch werden die Nachteile der ISO 3690 (einlagige Prüfraupe, konservative Bewertung) aufgehoben und mit dem Hauptvorteil (robuste, einfache Handhabung) kombiniert. Durch gezielte Variation von Wärmeführung, Zwischenlagentemperaturen und Wasserstoffangebot werden lokale und globale Wasserstoffverteilungen quantifiziert. Ergänzt durch ein numerisches Diffusionsmodell entsteht ein skalierbares Bewertungswerkzeug, das die experimentellen Daten generalisiert und auf reale Schweißnähte überträgt. Die Ergebnisse ermöglichen: (1) eine realitätsnahe Bewertung verbleibender Wasserstoffgehalte, Kaltrisssicherheit, damit die (2) die mögliche Ausweitung der HD Klassifizierung hochfester Schweißzusätze, und (3) die Beurteilung der Effektivität und Notwendigkeit von Wärmenachbehandlungs-maßnahmen (wie „Wasserstoffarmglühen“). T2 - Sitzung des NA 092-00-05 GA Gemeinschaftsarbeitsausschuss NAS/NMP: Zerstörende Prüfung von Schweißverbindungen (DVS AG Q 4/Q 4.1) CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Schweißen KW - Wasserstoff KW - ISO 3690 KW - Prüfung KW - Mehrlagennaht PY - 2026 AN - OPUS4-65784 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hübner, Martin T1 - (K)ein explosives Thema? - Schweißen an und auf zukünftigen Wasserstoffpipelines im Betrieb unter Druckgasfluss N2 - Das Schweißen an druckführenden Leitungen im Betrieb ist beim Erdgas-Fernleitungsnetz Stand der Technik, beispielsweise beim Setzen von Abgängen durch „Hot-Tapping“. Diese Technik wird auch beim zukünftigen Wasserstoff-Kernnetz eine bedeutende Rolle spielen. Verfahrensbedingt ist daher eine bestimmte Wasserstoffaufnahme während des Schweißens unvermeidbar. Aus diesem Grund werden derzeit in mehreren Forschungsprojekten wie umfassende Erkenntnisse zum Schweißen an Rohrleitungen unter Druckwasserstoff gewonnen. Die grundsätzliche Übertragbarkeit des „Hot-Tapping“ auf zukünftige Wasserstoff-Rohrleitungen wurde bereits bestätigt (u. a. DNV-Projekt und HyTap). Allerdings besteht allein das zukünftige Wasserstoff-Kernnetz in Deutschland aus einer Vielzahl von Bestands- und Neuwerkstoffen mit unterschiedlichen Festigkeiten, Durchmessern und Wandstärken. Für diese ist eine umfassende Betrachtung notwendig. In diesem Bereich leistet das Projekt H2-SuD wesentliche Beiträge, insbesondere zur Frage der Anpassung der Mindestwandstärke für sicheres Schweißen. Hierzu bieten die Demonstratoren eine ideale Grundlage zum Screening vieler Schweißparameter-Werkstoff-Kombinationen. Eine erhöhte Wasserstoffkonzentration beim Schweißen wurde experimentell belegt (DNV-Projekt und H2-SuD), allerdings im allgemein nicht als kritisch erachteten Bereich. Zudem wurde eine Wasserstoffversprödung der Schweißnaht während des Schweißens an druckwasserstoffführenden Demonstratoren bisher nicht beobachtet. Dies liegt u.a. an den mechanischen Eigenschaften der Rohrleitungswerkstoffe (gute Dehnfähigkeit, auch im geschweißten Zustand). T2 - Vortragsreihe des Bezirksverbandes Berlin des Deutschen Verbandes für Schweißen und verwandte Verfahren (DVS) e.V. CY - Berlin, Germany DA - 25.03.2026 KW - Wasserstoff KW - Rohrleitung KW - Schweißen KW - Demonstrator KW - Bauteilprüfung PY - 2026 AN - OPUS4-65774 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Avila Calderon, Luis Alexander T1 - On the role of the manufacturing-induced cell structure in laser-powder-bed-fused stainless steel 316L during cyclic plastic deformation N2 - The room temperature cyclic plastic deformation behavior of stainless steel 316L produced by laser powder bed fusion and heat treated to two microstructural conditions was investigated in strain-controlled incremental-step-test low-cycle fatigue experiments. The heat treatments were performed at 450 °C for 4 h and at 900 °C for 1 h. The lower temperature heat treatment retains the cell structure present in the as-built material. The higher temperature heat treatment leads to disappearance of the cell structure and a decreased proof strength. Both investigated heat treatment conditions exhibited cyclic softening. In the condition heat treated at 900 °C for 1 h, the ability of the cell structure to act as barrier against plastic deformation when cyclically strained is degraded, which is reflected in the reduction of the cyclic yield strength. In that same condition, the cyclic softening was less pronounced. The presence or absence of the manufacturing-induced cell structure seems to determine the slip mode. When present, the microstructural evidence points to a planar slip behavior. After heat treatment at 900 °C for 1 h, which led to its dissolution, microstructural investigations revealed a wavy slip behavior, which has been also reported for the conventionally manufactured 316L counterpart [1]. In this case, the formation of low-energy dislocation structures acts as softening agent. T2 - Additive Manufacturing 2026 CY - Kassel, Germany DA - 25.03.2026 KW - AGIL KW - Additive Fertigung KW - Low-Cycle-Fatigue KW - 316L KW - Mikrostruktur PY - 2026 AN - OPUS4-65746 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kromm, Arne T1 - Effect of a High-Performance Modified Spray Arc MAG Process on Load-Oriented Repair of Old Steel Structures N2 - Steel structures erected in the late 19th and early 20th centuries still constitute a substantial part of today’s technical infrastructure. A significant proportion of bridge and engineering structures have been in service for more than 80 or even 100 years and are subjected to continuously increasing traffic volumes, axle loads, and dynamic actions. In view of these rising service demands, load-oriented and structurally adequate repair strategies are essential to ensure long-term structural integrity while preserving the existing building stock in a sustainable manner. As historical steel constructions were predominantly designed for riveted or bolted joints, the subsequent implementation of welded repair or strengthening measures represents a particular challenge. In addition to the specific material characteristics of old mild steels, welding-induced residual stresses and microstructural alterations must be carefully considered, as they can significantly affect load-bearing capacity and the overall structure performance. Consequently, repair concepts must not only restore geometry but also be adapted to the actual stress conditions and service requirements of the structure. Against this background, the present study investigates MAG welding trials on mixed joints between old and modern structural steels. The groove opening angle was systematically varied between 50° and 30° in order to analyse the influence of joint geometry on weld metal volume, heat input, and the resulting residual stress state. Furthermore, advanced high-performance arc processes, such as a modified spray arc mode, were applied to enable controlled and reduced heat input. The objective is to minimise welding-induced residual stresses through process and joint design optimisation, thereby providing a technically sound and load-oriented repair strategy for existing old steel structures suitable for long-term service. T2 - IIW Intermediate Meeting, Commission II-E CY - Bangkok, Thailand DA - 16.03.2026 KW - Historic mild steel KW - Weldability KW - High strength steel PY - 2026 AN - OPUS4-65745 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kaiser, Sebastian T1 - Schweißen an druckführenden Wasserstoff-Ferngasleitungen im Betrieb – Ein Überblick über aktuelle FuE-Ergebnisse N2 - Grüner Wasserstoff wird als zukünftiger Energieträger eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung der Energieversorgung spielen. Der Transport über große Entfernungen wird mittels eines Wasserstoff-Fernleitungsnetzes erfolgen. Ein solches Netz erfordert regelmäßig Schweißarbeiten zu Reparatur-, Wartungs- oder Erweiterungszwecken. Im Erdgasnetz ist das Schweißen im laufenden Betrieb gängige Praxis, da eine Außerbetriebnahme der Leitung technisch und wirtschaftlich sehr schwierig ist. Wasserstoff kann jedoch in den Rohrleitungsstahl eindringen, insbesondere bei erhöhten Temperaturen. Dies könnte zu einer Degradation der Materialeigenschaften oder sogar zu einem Versagen führen, bedingt durch die bekannten Effekte der wasserstoffinduzierten Versprödung und der wasserstoffunterstützten Rissbildung. Im Forschungsprojekt H2-SuD wird dies gezielt untersucht. Hierfür werden unter anderem Druckgasbeladung, Schweißversuche an vereinfachten Ersatzgeometrien und an realitätsnahen Demonstratoren, sowie numerische Simulation auf Basis gewonnener experimenteller Daten eingesetzt. T2 - Sitzung DIN NA 092-00-05 GA CY - Berlin, Germany DA - 24.03.2026 KW - Pipeline KW - Schweißen KW - Wasserstoff KW - Ferngasleitung PY - 2026 AN - OPUS4-65744 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rhode, Michael T1 - Determination, Assessment and Quantification of Hydrogen in Multi-pass / Multi-layer Weld Joints by Adapted ISO 3690 Samples - DEAQuade - N2 - High-strength, low-alloy (HSLA) structural steels, such as S690 and higher grades, are used in numerous applications, enabling sustainable, lightweight structural construction. However, the welded joints of these steels can be susceptible to hydrogen-assisted cold cracking (HACC), especially in the hardened weld metal (WM) or heat-affected zone (HAZ). HACC in high-strength welds basically involves a critical combination of local, mutually dependent parameters consisting of: (1) a crack-critical microstructure; (2) sufficiently high mechanical stress; and (3) a diffusible hydrogen concentration (HD). In this context, thick-walled steel weld joints typically involve multi-layer welding with several passes. This leads to an effective, empirically known reduction in the global HD in the weld seam. This reduction is due to the repeated reheating of subsequently welded beads or layers, which reduces the local HD in the individual weld beads or layers. However, this has not yet been adequately quantified or described. Bead-on-plate tests, such as ISO 3690, cannot correctly reproduce the local HD distribution in individual welding passes (and thus, the global HD in the entire seam). Therefore, these tests lead to an extremely conservative evaluation of hydrogen ingress and the potential for "self-reduction" of HD due to increased interpass temperature during multi-layer welding, which has not yet been adequately addressed in the literature. Ideally, the local HD in each pass and the global (average) HD of the multi-layer weld would be known immediately after welding. For this reason, the study proposes an approach to address the local, track-, and layer-dependent, as well as global, hardness (HD) of multi-layer welds via a modified ISO 3690 test. To this end, representative welding parameter combinations for selected practical welding processes (e.g., SAW, GMAW, or SMAW) will be carried out as conventional bead-on-plate samples. These samples will be systematically extended by an increasing number of welding passes. Several sample series with an increasing number of beads or layers will be examined. Additionally, the initial HD is varied by methods such as targeted shielding gas variation (e.g., addition of hydrogen in GMAW) or moistened flux/coating (e.g., SAW/SMAW). Based on experimental data (temperature field measurements during welding and determination of temperature-dependent HD coefficients), a numerical hydrogen diffusion model is created. This model calculates the local HD (in the beads) and the HD across the weld cross-section. Additional variation calculations represent heat transfer conditions that were not recorded experimentally and their influence on HD distribution. Finally, we investigate the potential use of the modified ISO 3690 multi-layer geometry for application cases such as (1) predicting the effectiveness and necessity of hydrogen removal heat treatment procedures for given welding parameter sets and (2) extending the HD classification definition (e.g., allowing HD10 use for HSLA steels with RP0.2 > 690 MPa instead of HD5). Finally, an international round robin should be initiated once the concept has been successfully confirmed and verified. T2 - IIW Intermediate Meeting, Com. II-A CY - Bangkok, Thailand DA - 17.03.2026 KW - Hydrogen assisted cracking KW - Multi-pass welding KW - Diffusion KW - Cold cracking test PY - 2026 AN - OPUS4-65716 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Madia, Mauro T1 - Ermittlung des intrinsischen Schwellenwerts und dessen Validierung als Werkstoffparameter N2 - Zuverlässige Rissfortschrittsdaten sind notwendig für die sichere Bewertung zyklisch beanspruchter Bauteile. Diese werden häufig im Schwellenwertbereich betrieben, daher ist die genaue experimentelle Ermittlung der Schwellenwerte gegen Rissausbreitung wichtig, um die Unsicherheit der Lebensdauerprognose zu minimieren. Viele Faktoren können die experimentellen Ergebnisse beeinflussen, u.a. die Versuchsparameter und die Umgebungsbedingungen. Diese Arbeit zeigt, dass der intrinsische Schwellenwert von der experimentellen Verfahren und von der Umgebung unabhängig ist. Daraus kann man schließen, dass der intrinsische Schwellenwert als Werkstoffparameter betrachtet werden kann. T2 - Workshop Schwellenwert CY - Munich, Germany DA - 26.02.2026 KW - Schwingbruchmechanik KW - Schwellenwert KW - Rissfortschritt KW - Umgebungseffekte PY - 2026 AN - OPUS4-65646 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Madia, Mauro T1 - Ermittlung von Kitagawa-Takahashi Diagrammen auf der Basis der Schwingbruchmechanik N2 - Das Kitagawa-Takahashi Diagramm ist ein unverzichtbares Werkszeug zur Auslegung von Bauteilen aus fehlerbehafteten Werkstoffen. Zur Beschreibung des Diagramms werden im Allgemeinen die Modelle nach Kitagawa-Takahashi, El Haddad oder Chapetti verwendet, die sich aber im technisch relevanten Bereich zum Teil deutlich voneinander unterscheiden. Daher ist eine experimentelle Absicherung dieses Bereichs zwingend erforderlich. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Methoden zur experimentellen Absicherung miteinander verglichen, mit dem Ziel eine einfache und schnelle experimentelle Absicherung des KT-Diagramms zu ermöglichen. Die neue experimentelle Methode hat sich als nützliches Werkzeug zur Validierung von KT-Diagrammen erwiesen. Durch die Erzeugung von Kerben mittels eines Gravierlasers und die Durchführung der Versuche mit Potentialmessung kann das KT-Diagramm eines Werkstoffes schnell und mit wenig Aufwand validiert werden. T2 - 58. Tagung des Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit CY - Stuttgart, Germany DA - 24.02.2026 KW - Schwingbruchmechanik KW - Ermüdungsfestigkeit KW - Kitagawa-Takahashi Diagramm KW - Gleichstrom-Potentialsonde PY - 2026 AN - OPUS4-65645 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröder, Nina T1 - Herausforderungen und Potenziale moderner Hochleistungs-Lichtbogenprozesse für effiziente Reparaturmaßnahmen an Altstahlkonstruktionen N2 - Stahltragwerke, die im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert errichtet wurden, stellen noch heute einen wesentlichen Bestandteil der technischen Infrastruktur dar. Ein erheblicher Anteil der Brücken- und Ingenieurbauwerke befindet sich seit mehr als 80 oder sogar 100 Jahren in Betrieb und ist kontinuierlich steigenden Verkehrsaufkommen, Achslasten sowie dynamischen Einwirkungen ausgesetzt. Vor dem Hintergrund dieser zunehmenden Beanspruchungen sind beanspruchungsgerechte und konstruktiv angemessene Instandsetzungsstrategien unerlässlich, um die langfristige strukturelle Integrität sicherzustellen und zugleich den vorhandenen Baubestand nachhaltig zu erhalten. Da historische Stahlkonstruktionen überwiegend für genietete oder geschraubte Verbindungen ausgelegt wurden, stellt die nachträgliche Umsetzung geschweißter Reparatur- oder Verstärkungsmaßnahmen eine besondere Herausforderung dar. Neben den spezifischen werkstofflichen Eigenschaften alter Flussstähle sind insbesondere schweißbedingte Eigenspannungen sowie mikrostrukturelle Veränderungen zu berücksichtigen, da diese die Tragfähigkeit und das Gesamttragverhalten maßgeblich beeinflussen können. Infolgedessen müssen Instandsetzungskonzepte nicht nur die geometrische Wiederherstellung gewährleisten, sondern zugleich an den tatsächlichen Spannungszustand und die betrieblichen Beanspruchungen des Tragwerks angepasst werden. Vor diesem Hintergrund untersucht die vorliegende Arbeit MAG-Schweißversuche an Mischverbindungen zwischen historischem und modernem Baustahl. Der Nahtöffnungswinkel wurde systematisch zwischen 50° und 30° variiert, um den Einfluss der Fugengeometrie auf das Schweißgutvolumen, die Wärmeeinbringung sowie den resultierenden Eigenspannungszustand zu analysieren. Darüber hinaus kamen innovative Hochleistungs-Lichtbogenprozesse, wie beispielsweise ein modifizierter Sprühlichtbogen, zum Einsatz, um eine kontrollierte und reduzierte Wärmeeinbringung zu ermöglichen. Ziel ist es, schweißbedingte Eigenspannungen durch eine Optimierung von Prozessführung und Fugengestaltung zu minimieren und damit eine technisch fundierte sowie beanspruchungsgerechte Instandsetzungsstrategie für bestehende historische Stahltragwerke mit langfristiger Gebrauchstauglichkeit bereitzustellen. T2 - Forschungsseminar an der OvGU Magdeburg CY - Magdeburg, Germany DA - 18.02.2026 KW - Flussstahl KW - Reparaturmaßnahmen KW - Schweißeignung KW - Modifizierter Sprühlichtbogen KW - Eigenspannungen PY - 2026 AN - OPUS4-65577 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kaiser, Sebastian T1 - Bestimmung des Temperaturfeldes beim Schweißen im Betrieb an Wasserstoff-Ferngasleitungen N2 - Grüner Wasserstoff wird als zukünftiger Energieträger eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung spielen. Sein großtechnischer Transport über große Entfernungen wird über ein Wasserstoff-Pipelinennetz erfolgen. Ein solches Netz erfordert regelmäßig Schweißarbeiten zu Reparatur-, Wartungs- oder Erweiterungszwecken. Im Erdgasnetz ist es gängige Praxis, Schweißarbeiten während des Betriebs auszuführen, da es technisch und wirtschaftlich äußerst schwierig ist, eine Pipeline außer Betrieb zu nehmen. Im Fall von Wasserstoffpipelines ist hierbei jedoch zu beachten, dass Wasserstoff in den Pipelinestahl absorbiert werden kann. Dies kann zu einer Beeinträchtigung der Materialeigenschaften oder sogar zum Versagen der Pipeline führen, da die bekannten Effekte der wasserstoffinduzierten Versprödung und der wasserstoffunterstützten Rissbildung auftreten können. Die Wasserstoffaufnahme ist dabei wesentlich von den beim Schweißen auftretenden erhöhten Temperaturen abhängig. Um genaue Kenntnisse der zu erwartenden Temperaturen zu erlangen, wurden Schweißversuche an Ersatzgeometrien durchgeführt und Temperaturverläufe an diesen gemessen. Basierend auf den Temperaturmessungen sollen im weiteren Verlauf in Zusammenarbeit mit der TU Graz Temperaturfelder sowie die resultierende Wasserstoffaufnahme und -diffusion mittels FEM berechnet werden. T2 - Forschungsseminar OvGU-Magdeburg CY - Magdeburg, Germany DA - 18.02.2026 KW - Pipeline KW - Schweißen KW - Wasserstoff PY - 2026 AN - OPUS4-65565 LA - mul AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reichel, Levin T1 - Reparaturschweißen in der schweißtechnischen Montage: Moderne Schweißverfahren für hochfeste Offshore-Stähle N2 - Der Ausbau der Offshore-Windenergie mit Anlagenleistungen von über 10 MW er-fordert zunehmend den Einsatz hochfester Stähle mit Streckgrenzen ab 460 MPa bei Wanddicken von bis zu 150 mm. Inakzeptable Defekte, die während bzw. nach der schweißtechnischen Montage solcher dickwandigen Verbindungen im Nahtbereich detektiert werden, können wirtschaftlich durch lokales Ausfugen und anschließendes Schweißen noch in der Fertigung repariert werden. Insbesondere bei hochfesten Baustählen stellt dies hohe Anforderungen an die schweißtechnische Fertigung, da bislang keine standardisierten Reparaturkonzepte oder normativen Vorgaben existie-ren. Praxisnahe Empfehlungen sind hier vor allem für kleine und mittlere Unterneh-men (KMU) notwendig, damit diese Reparaturschweißungen sicher und wirtschaft-lich durchführen können. Die laufende Untersuchung (FOSTA P1629/IGF 01IF22746N) legt daher den Schwerpunkt auf die Optimierung der Reparaturverfahren mit dem Ziel, schweißbe-dingte Beanspruchungen zu reduzieren, weil diese häufig zu erneuten Bildung Fehl-stellen führen. Hierfür werden hochfeste, dickwandige Verbindungen aus Offshore-Stahlgüten im Streckgrenzenbereich von 355 MPa bis 460 MPa untersucht. Die ex-perimentellen Analysen berücksichtigen dabei die komplexen Wechselwirkungen zwischen werkstoff- und prozess- sowie konstruktionsbedingten Einflüssen auf den Beanspruchungszustand nach dem Schweißzyklus (Verbindungsschweißen, Ausfu-gen, Reparaturschweißen). Diese Faktoren, wie z. B. die Steifigkeitsverhältnisse der Schweißnaht, sind von entscheidender Bedeutung für die resultierenden Eigenspan-nungen, die sich infolge der schweißtechnischen Reparatur ausbildet. Um die Bau-teilsicherheit und Leistungsfähigkeit zu gewährleisten, sind insbesondere risskriti-sche, mehrachsige Eigenspannungszustände zu vermeiden. So lassen sich moderne Hochleistungs-MAG-Schweißprozesse mit hierfür optimierten, schmaleren Fugen-geometrien in bauteilbezogenen Schweißversuchen auf Großprüfanlagen untersu-chen, um hierfür angepasste Prozess- und Wärmeführungsparameter zu identifizie-ren und angepasste Reparaturkonzepte abzuleiten. Ziel ist es, Handlungsempfehlun-gen für Richtlinien und Normen zu erarbeiten, die das Potenzial hochfester Stähle voll ausschöpfen und die Anwendbarkeit im Offshore-Stahlbau, insbesondere für KMU, substanziell stärken. Auf diese Weise leistet das Projekt einen entscheiden-den Beitrag zur erfolgreichen Umsetzung der Energiewende in Deutschland. T2 - Forschungsseminar OVGU-Magdeburg CY - Magdeburg, Germany DA - 18.06.2025 KW - Moderne Schweißprozesse KW - Offshore KW - Reparaturschweißen KW - Thermisches Ausfugen KW - Eigenspannungen KW - Gefügedegradation PY - 2025 AN - OPUS4-65238 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reichel, Levin T1 - Optimising repair welding: narrower groove design for modern welding processes on high-strength offshore steels N2 - The ongoing energy transition in Germany requires large offshore wind turbines with outputs over 10 MW and suitable deep-water subsea structures. Large towers made of high-strength steel with a yield strength of up to 500 MPa are needed to use the mate-rial more efficiently, enabling thinner wall sections without compromising structural integrity. This places high demands on manufacturers, especially regarding welding high-strength offshore steels. Weld defects detected through non-destructive testing (NDT) must be repaired by gouging and rewelding during fabrication. For thick plate joints, there is a notable lack of research, repair strategies, and guidance in standards and guidelines. Safe and cost-effective repairs are urgently necessary to support manufacturers, particularly SMEs. This study focuses on high-strength thick plate joints made of offshore grades with a yield strength of 355 to 460 MPa, repaired us-ing optimised narrow gouging grooves and controlled high-performance GMAW pro-cesses. Experimental analyses examine the complex interaction between the welding process, material properties, and design influences on the formation of weld-induced residual stresses in high-strength fine-grain structural steels. To ensure the safety and performance of components, it is essential to prevent repair welding-related material degradation and the development of crack-critical residual tensile stresses. In this investigation, gouging was carried out using milling to ensure reproducibility. The restraint intensity of the groove significantly increases with a shorter groove length and a thicker substrate. The relaxation caused by the gouging process was ana-lysed using X-ray diffraction (XRD) to examine the initial conditions for the subse-quent repair welding. The residual stresses induced by the repair welding were ana-lysed, and different groove configurations have been compared. With shorter groove lengths and wider opening angles, the residual stresses after the repair weld increase markedly for this analysed offshore steel. The lowest residual stresses can be achieved by increasing the groove length and reducing the opening angle for a repair weld with a modern, controlled welding process. Adapting the repair process and boundary conditions allows for the full utilisation of the material's potential. This makes a valuable contribution to the energy transition in Germany, especially for SMEs in the steel processing industry. T2 - Forschungsseminar OVGU-Magdeburg CY - Magdeburg, Germany DA - 10.12.2025 KW - Repair welding KW - Narrow groove KW - Controlled arc KW - Residual stress KW - High-strength offshore steel PY - 2025 AN - OPUS4-65239 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kromm, Arne T1 - Werkstoffsichere Dickblechschweißung und KI N2 - Der Vortrag zeigt, welche Herausforderungen beim Schweißen sogenannter Dickblechverbindungen bestehen und welche Strategien zur Lösung genutzt werden können. Ansätze zur Fehlerprävention werden vorgestellt. Es wird dargestellt, wie KI-basierte Methoden die Fehlererkennung erleichtern. Letztlich werden Potentiale zur effizienten Fehlerbeseitigung aufgezeigt und der Anwendernutzen herausgestellt. T2 - Mitgliederversammlung der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. CY - Essen, Germany DA - 17.12.2025 KW - UP-Schweißen KW - Eigenspannungen KW - Künstliche Intelligenz KW - Reparatur PY - 2025 AN - OPUS4-65210 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröpfer, Dirk T1 - Comparative residual stress analysis on a DED-Arc manufactured high-strength steel component using the contour method and XRD N2 - Lightweight construction is a vital approach for reducing CO₂ emissions. It contributes to the development of more energy-efficient structures and supports the overall goal of achieving carbon neutrality in the transition to sustainable manufacturing. Thus, a topology-optimized design often leads to complex geometries. Additive manufacturing (AM) processes such as direct energy deposition with arc (DED-Arc) offers a great design freedom due to the build-up of components in layers. Furthermore, they enable efficient production due to the high deposition rate, process reliability and good automation capability. Further efficiency can be achieved through weight optimization, enabled by high-strength steels. However, a major challenge is the process induced residual stresses (RS) in the component. High tensile residual stresses are detrimental as they increase the risk of cold cracking. Knowledge of residual stress distribution is crucial for predicting service life of the component and structural integrity assessment, especially for safety critical applications. Therefore, this study focuses on the use of Contour method (CM) to analyse the full field longitudinal residual stresses in an open hollow cuboid component (dimensions: 120 x 50 x 30 mm3) manufactured by DED-Arc (yield strength > 730 MPa). In the contour method, the component is cut along a desired plane of interest and the contour of deformed cut surface is measured. A finite element model is used to reconstruct the residual stresses field in the 2-dimensional plane of cut. In this paper a modified cutting strategy was employed, post cutting the deformed cut surfaces were measured utilizing two surface measurement techniques i.e., coordinate measuring machine (CMM) and a 3D Scanner. The accuracy of the contour method was validated against surface stresses measured using X-ray diffraction. Additionally, a comparison of neutron diffraction experiments was conducted. The residual stresses were further correlated with hardness measurements. The results from surface measurement techniques showed good agreement regarding the measured displacement contours and the contour method results revealed peak stresses in the DED-Arc walls, bending deformation in substrate induces tensile stresses at the bottom of the substrate plate and compressive stresses in the middle top region. The residual stresses obtained from diffraction and contour method showed a good agreement and correlated qualitatively with the hardness measurements. T2 - 78th IIW Annual Assembly and International Conference on Welding and Joining CY - Genoa, Italy DA - 22.06.2025 KW - Residual stress KW - Contour method KW - DED-Arc/M KW - High-strength steel KW - Filler metals KW - XRD KW - Neutron diffraction PY - 2025 AN - OPUS4-65215 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröpfer, Dirk T1 - Residual stress evaluation using the contour method of an additive manufactured high-strength steel solid cuboid N2 - Direct Energy Deposition with Arc (DED-Arc) enables the weight-optimized and near-net-shape manufacturing of complex structures. Lightweight construction principles allow a reduction of CO2 emissions by saving time, costs, and resources. Further optimisations can be achieved by using high-strength steel. This allows for a reduction in wall thickness and optimisation of weight. However, manufacturing intricate geometries using high-strength steels poses challenges in managing residual stresses (RS), which are essential for ensuring the structural integrity of welded components. High residual stresses can increase the risk of cold cracking, arising from the complex interactions between material properties, process conditions, and component design. Despite the availability of suitable filler metals, the lack of comprehensive knowledge and guidelines on residual stress formation limits the industrial application. Therefore, in the present study, the contour method (CM) was used to analyse the full field longitudinal residual stresses in an solid cuboid component (dimensions: 120 × 50 × 35 mm³) manufactured by DED-Arc. The CM enables the analysis of the two-dimensional map of residual stresses normal to a cutting plane using a finite element model. For this purpose, a solid cuboid component was welded fully automatically with a high-strength solid wire specially adapted for DED-Arc (yield strength > 790 MPa) onto conventionally manufactured substrates made of S690QL. The residual stresses from CM in the volume are compared with residual stress analyses using X-Ray diffraction on the surface. Additionally, comparative data from previous studies on hollow cuboid structures was included in order to identify similarities and differences in the resulting stress state, and to complement and validate the CM results. These results demonstrate the significant influence of the geometry on the residual stress profiles within the solid cuboid in relation to the open hollow. T2 - 4th International Conference on Advanced Joining Processes 2026 CY - Coimbra, Portugal DA - 16.10.2025 KW - Residual stress KW - Contour method KW - DED-Arc/M KW - High-strength steel KW - Filler metals KW - Neutron diffraction PY - 2025 AN - OPUS4-65209 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scharf-Wildenhain, R. T1 - Influence of build up height on residual stresses in additive repair and modification using DED Arc N2 - Directed Energy Deposition (DED)-Arc is suitable for the hybrid additive manufacturing, modification and repair of large metal components with high deposition rates. Residual stresses and distortion are of central importance when characterizing the manufactured components and the sensitive transition area between AM component and semi-finished product. Residual stresses caused by the thermal cycles during the manufacturing process can impair the mechanical properties of the manufactured parts and can lead component failure. Therefore, understanding and controlling residual stresses, especially when combining different base and filler materials, is critical to improving the quality and efficiency of the hybrid DED-Arc process. This article deals with the influence of the build-up height on the residual stress distribution of additively manufactured components with a selected base and filler material combination. Using a robot-assisted DEDsystem and a controlled short arc, systematic step cancellation tests were carried out at a selected working temperature (200 C°) and heat input (600 kJ/m). In a 5-stage termination experiment, straight walls were produced using a one bead per layer strategy and selected increasing component heights between 15 mm and 300 mm. The influence of the build height on the longitudinal residual stress in the process direction was analyzed and discussed. All experiments showed a comparable stress distribution in the area of the substrate plate up to the heat-affected zone (HAZ) and the transition zone, regardless of the buliding height. However, the height showed a significant influence on the of residual stress distribution of the deposited AM-component. High positive stress gradients with a maximum range between 300 MPa to 400 MPa were always found in the last approx. 18 component layers (upper 40 mm), which can be explained by the shrinkage of the nonheat- treated top layer. Underlying layers, where present, showed a homogeneous residual stress distribution characterized by low compressive stresses. This can be explained by the process related tempering during the deposition of the upper layers. A constant boundary layer number was determined for all specimens. Once this number was exceeded, the distribution of residual stresses no longer changed, but merely shifted with the increasing height of the component in the direction of build-up. These correlations contribute to the understanding of residual stress development with increasing structure height. This study is part of a running research project on the properties of hybrid additive components and processes. It aims the stress optimized hybrid additive manufacturing of high-strength components and the necessary recommendations for application. T2 - 78th IIW Annual Assembly and International Conference on Welding and Joining CY - Genoa, Italy DA - 22.06.2025 KW - DED-Arc KW - Additive manufacturing KW - Residual stress PY - 2025 AN - OPUS4-65192 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröpfer, Dirk T1 - Wear resistance of modified Ni based claddings in relation to the resulting machinability via ultrasonic-assisted milling N2 - In the field of plastics processing, extruder screws are subjected to significant wear stresses. The extruder screw is the main wear component in those production machines and is usually coated with intermetallic wear protection alloys composed of Ni-based alloys, specifically Colmonoy C56 PTA (NiMoCrSi). There is a growing demand for providing an economic machinability of these alloys to achieve defined contours with a sufficient surface integrity. Recent investigations exhibit promising results applying ultrasonic milling for such hard-to-cut materials. The Colmonoy C56 is modified by various alloying additions Ti, Nb, Mo, Hf, and Al, and then cladded on a steel S355 via Plasma Transferred Arc process. The effect of alloying additions on the microstructure is analyzed regarding their resistance to abrasive and adhesive wear. With Miller test ASTM G75 the influence of alloying elements on resistance to abrasive wear for two abrasive materials is investigated (high-grade corundum F220 and quartz powder). The wear loss is not increased for additions of Nb and Ti compared to the base material C56. Modifications with Hf or Al reduces the resistance to abrasive wear and significantly increases material loss. The extruder screw is also subject to adhesive wear, which can be quantified by means of the pin-roll test. It is demonstrated that the addition of Hf, for example, contributes to a reduction in wear loss. Aim of the investigations is to find suitable modifications for the wear claddings of C56 for a sufficient machineability, without compemising the wear resistant. The machinability is considerably affected by the alloy additions, and is determined using ultrasonic-assisted milling. The addition of hafnium reduces machinability, i.e. significantly increases cutting forces. The incorporation of Nb exhibits a significant reduction of cutting forces, and results in reduced tool wear and an enhanced of surface integrity (roughness, density of defects, residual stresses). T2 - Wear of Materials 2025 CY - Sitges, Spain DA - 13.04.2025 KW - Abrasive wear KW - Adhesive wear KW - Colmonoy C56 KW - PTA welding KW - Service life and efficiency KW - Substitution of critical raw materials KW - Surface integrity KW - Ultrasonic-assisted milling process PY - 2025 AN - OPUS4-65189 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hübner, Martin A1 - Dittmann, Florian A1 - Kromm, Arne A1 - Varfolomeev, Igor A1 - Kannengiesser, Thomas T1 - Improvement of Fatigue Resistance through the Application of a Low-Transformation-Temperature Welding Consumable N2 - Low transformation temperature (LTT) welding consumables are an innovative approach to reduce tensile residual stress in weld seams and the surrounding heat affected zone (HAZ). The reduced tensile stress can lead to an improvement in fatigue strength of welded components. LTT alloys are characterized by a chemical composition which reduce the martensite start temperature (Ms) close to room temperature. This article focuses on a hybrid use of LTT filler metals, where the LTT filler is applied as an additional layer to conventional welds on fatigue-critical spots. Conventional gas metal arc welded longitudinal stiffeners are used as specimens. At the face ends of the stiffeners, a second LTT layer was added with various modifications in weld shapes. These different shapes were achieved by changing the welding parameters such as welding speed and offset to the first layer. These samples were used to analyze shape, dilution, resulting Ms, residual stress and fatigue strength. The dilatometer verified Ms and dilution did not change significant, although the area of the 2nd LTT weld seam was varying clear with each modification. However, the weld modification had a significant effect on the residual stress state and the fatigue strength. The X-ray determined residual stress in the HAZ became lower when the weld toe of the LTT layer was further away from the stiffener. All samples with LTT weld exhibit significantly higher fatigue strength values than conventionally single and double-layer welded samples. The lower the residual stress at weld toe, the higher the fatigue strength. The results show that on the one hand LTT filler metals increase the fatigue strength, and on the other hand the impact of LTT fillers materials is not restricted to the dilution and Ms, the shape of the weld seam must also be considered. T2 - 4th international Conference on Advanced Joining Processes AJP CY - Combria, Portugal DA - 16.10.2025 KW - Low transformation temperature (LTT) KW - Residual stress reduction KW - Fatigue strength KW - Longitudenal stiffener PY - 2025 AN - OPUS4-65090 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hübner, Martin T1 - Bericht zum Fortschritt des laufenden Projekts: "Hybrider Einsatz von LTT-Schweißzusätzen zur Schwingfestigkeitsverbesserung hochfester Stahlbauteile" N2 - Low Transformation Temperature (LTT) Schweißzusätze erzeugen während der Abkühlung Druckeigenspannungen in die Schweißnaht und Wärmeeinflusszone durch eine Volumenexpansion, wodurch die Ermüdungsfestigkeit erhöht werden kann. Um das Potential dieser neuartigen Schweißzusätze besser zu quantifizieren, wurden konventionelle Längssteifen als Probenkörper verwendet, welche an den Stirnseiten mit einer LTT-Zusatznaht geschweißt wurden. Durch Variation der Schweißparameter konnten unterschiedliche Nahtformen realisiert werden. Es konnte, je nach Nahtausführung, eine Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit bei 2 Millionen Lastwechseln von 140% festgestellt werden. Somit sind LTT-Zusätze grundsätzlich geeignet, um die Ermüdungsfestigkeit zu erhöhen. Weiterhin wurde festgestellt, dass das Reparaturschweißen mit LTT Schweißzusätzen als Decklage ebenfalls zu einem deutlichen Ermüdungsfestigkeitsanstieg führte. T2 - Sitzung des DVS Fachausschuss FA09 - Konstruktion und Festigkeit CY - Düsseldorf, Germany DA - 10.12.2025 KW - Low transformation temperature (LTT) KW - Eigenspannungen KW - Ermüdungsfestigkeit KW - hochfeste Stähle KW - Mikroproben PY - 2025 AN - OPUS4-65089 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Madia, Mauro T1 - Towards the Use of Representative Specimens for the Qualification of Additively Manufactured Parts N2 - The understanding of the process-structure-property-performance relationship is the key challenge for the qualification of safety-relevant parts made of additively manufactured metallic materials. The complexity of the manufacturing process and the number of influencing parameters affect the properties of test coupons and parts even fabricated in the same batch. This poses the problem of using reliable witness specimens for part qualification. This work presents a new approach which aims at the fabrication of test coupons tailored to the specific microstructure and fatigue properties of a component. The first step consisted in the evaluation of the temperature field by means of process monitoring during the production of parts. The results were used to tailor finite element models which were then used to design witness specimens representative of the thermal history in the component. Finally, the fatigue properties of designed specimens were compared to coupons machined out of the component. T2 - TMS2024 – 153rd Annual Meeting & Exhibition CY - Orlando, FL, USA DA - 03.03.2024 KW - Additive Manufacturing KW - Process simulation KW - Thermal history KW - Structural integrity KW - Damage tolerance PY - 2024 AN - OPUS4-65072 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -