TY - JOUR A1 - Lausch, Thomas A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Schmitz-Niederau, M. T1 - Multi-axial load analysis of thick-walled component welds made of 13CrMoV9-10 JF - Journal of materials processing technology N2 - A 20 mm thick heat resistant 13CrMoV9-10 steel was welded using a multi-pass submerged arc tandem setup on a 3-D testing facility designed to prevent shrinkage both during the welding and the subsequent cooling to room temperature. The effects of variations in pre-heating and interpass temperatures on the local stresses were monitored by in situ measurement of reaction forces and bending moments during welding and the subsequent dehydrogenation heat treatment. The austenite to bainite transformation and its effects on the overall loads were monitored through the use of a high sampling rate. Increasing the pre-heating and interpass temperatures led to a rise in reaction forces and bending moments. The bending moments originated from the eccentric force transmission over the backing, with a concomitant risk of fracture, especially in the critical root zone. Although the pre-heating and interpass temperatures had a strong effect on the reaction forces, their effect on the bending moments upon cooling to room temperature was negligible. KW - Component welding KW - Clamping KW - Submerged arc welding KW - Heat input KW - Reaction force KW - Reaction moment PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2013.01.008 SN - 0924-0136 SN - 1873-4774 VL - 213 IS - 7 SP - 1234 EP - 1240 PB - Elsevier B.V. CY - Amsterdam AN - OPUS4-27953 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmitz-Niederau, M. A1 - Lausch, Thomas T1 - Erfahrungen bei der Verarbeitung von bainitischen CrMoV-Stählen für dickwandige petrochemische Reaktoren T2 - 5. FDBR-Werkstofftagung - "Werkstofftechnologien für neue Kraftwerke" T2 - 5. FDBR-Werkstofftagung - "Werkstofftechnologien für neue Kraftwerke" CY - Düsseldorf, Germany DA - 2012-11-15 PY - 2012 AN - OPUS4-27307 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmitz-Niederau, M. A1 - Lausch, Thomas T1 - Erfahrungen bei der Verarbeitung von bainitischen CrMoV-Stählen für dickwandige petrochemische Reaktoren T2 - DVS Congress 2012 T2 - DVS Congress 2012 CY - Saarbrücken, Germany DA - 2012-09-17 PY - 2012 AN - OPUS4-27308 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lausch, Thomas A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Bohse, Jürgen A1 - Schmitz-Niederau, M. T1 - Schallemissionsmessung an Bauteilschweißungen aus 13CrMoV9-10 zum Nachweis von Spannungsrelaxationsrissen T2 - 19. Kolloquium Schallemission - Statusberichte zur Entwicklung und Anwendung der Schallemissionsanalyse N2 - In einer speziellen 3D-Prüfanlage zur wirklichkeitsnahen Simulation von komplexen Verhältnissen an Großproben wurden UP-Mehrlagenschweißungen am warmfesten Stahl 13CrMoV9-10 durchgeführt. Während der schweißtechnischen Fertigung und der Abkühlung auf Raumtemperatur wurden die Proben an der freien Ausdehnung und Schrumpfung gehindert. Die daraus resultierenden Reaktionsspannungen führten während der Wärmenachbehandlung zu Relaxationsrissen in der Wärmeeinflusszone. Das Spannungsarmglühen wurde bei einer Temperatur von 705°C und einer Haltezeit von 8 h durchgeführt. Während der Aufheiz- und Abkühlphasen wurde die thermische Ausdehnung der Probe über die 3D-Prüfanlage kompensiert und damit das Spannungsniveau bis zum Erreichen der maximalen Glühtemperatur aufrechterhalten. Nach Erreichen der Glühtemperatur konnte die Probe relaxieren. Der Einsatz der Schallemissionsmessung ermöglichte es die Entstehung von Spannungsrelaxationsrisse, erstmalig online, nachzuweisen. Durch Synchronisierung der Schallemissionsereignisse mit den Messdaten der 3D – Prüfanlage wurde der kritische Temperaturbereich für das Auftreten von Spannungsrelaxationsrissen bestimmt. Die Rissinitiierung findet im Temperaturbereich zwischen 350°C - 500°C statt. Aussagen über das Risswachstum können auf Grund der ungünstigen Versuchsbedingungen, mit Emission von Störgeräuchen, nicht getroffen werden. T2 - 19. Kolloquium Schallemission - Statusberichte zur Entwicklung und Anwendung der Schallemissionsanalyse CY - Augsburg, Germany DA - 12.09.2013 KW - Spannungsrelaxationsrisse KW - SRC KW - Schallemission KW - 13CrMoV9-10 KW - Schrumpfbehinderung PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-291616 SN - 978-3-940283-51-1 N1 - Serientitel: DGZfP-Berichtsband – Series title: DGZfP-Berichtsband IS - 142 SP - 1 EP - 19 (Beitrag 14) PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-29161 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lausch, Thomas A1 - Steger, Jörg A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Schmitz-Niederau, M. T1 - Multiaxiale Belastungsanalyse an dickwandigen Bauteilschweißungen aus 13CrMoV9-10 T2 - DVS Congress 2014 - Große Schweißtechnische Tagung N2 - Große Materialstärken und komplexe Strukturen bewirken eine erhebliche Schrumpfbehinderung der Schweißnaht. Die aus dem Schweißprozess resultierenden multiaxialen Belastungen tragen maßgeblich zur Gesamteigenbeanspruchung einer Schweißkonstruktion bei und lassen sich nur unter realen Fertigungsbedingungen analysieren. Zur wirklichkeitsnahen Simulation der komplexen Steifigkeitsverhältnisse realer Bauteile wurden hierzu in einer speziellen 3D-Prüfanlage UP-Mehrlagenschweißungen am warmfesten Stahl 13CrMoV9-10 durchgeführt. Während der schweißtechnischen Fertigung sowie der Abkühlung auf Raumtemperatur wurden die Proben an der freien Ausdehnung und Schrumpfung gehindert. Der Einfluss der Wärmeführung, d.h. Streckenenergie (E) und Vorwärm-/Zwischenlagentemperatur (T(Pli>), auf die resultierende Bauteilbeanspruchung wurde durch in-situ Messungen der Reaktionskräfte (Fy) und Biegemomente (Mx) während des Schweißens und der anschließenden Wasserstoffarmglühung untersucht. Sowohl die Reaktionskräfte als auch die Biegemomente steigen mit zunehmender Vorwärmtemperatur an und somit erhöht sich die Beanspruchung des Wurzelbereiches. Während die Vorwärm-/Zwischenlagentemperatur einen signifikanten Einfluss auf die resultierenden Reaktionskräfte hat, ist der Einfluss auf die Biegemomente nach Abkühlung auf Raumtemperatur vernachlässigbar. Eine Erhöhung der Streckenenergie wirkt sich nur geringfügig auf die Höhe der Endreaktionskraft aus, beeinflusst aber signifikant das resultierende Biegemoment nach erfolgter Abkühlung auf Raumtemperatur. T2 - DVS Congress 2014 - Große Schweißtechnische Tagung CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2014 KW - Schrumpfbehinderung KW - 13CrMoV9-10 KW - Reaktionskräfte KW - Biegemoment KW - Wärmeführung PY - 2014 SN - 978-3-945023-03-7 N1 - Serientitel: DVS-Berichte – Series title: DVS-Berichte VL - 306 SP - 42 EP - 48 AN - OPUS4-31523 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -