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Stress Build-Up during Mulitlayer Welding with Novel Martensitic Filler Materials

  • Controlling the level of mostly detrimental residual stresses already during the welding process would be highly attractive as time and cost consuming post processing may be prevented. Innovative Low Transformation Temperature (LTT-) filler materials are specially designed for Controlling weld residual stresses by means of adjusted martensite formation already during welding. Numerous publications can be found on this issue, but they provide only little insight into the interaction between martensite formation and resulting welding residual stresses. Within this study a component weld test was performed in a special large-scale testing facility. In-situ load analysis revealed that the amount of stress reduction during deposition of the individual weld runs is dependent on the weld volume undergoing phase transformation related to the shrinking volume. The residual stresses found alter welding show that the desired residual stress control by using LTT alloys is sensitive to weldingControlling the level of mostly detrimental residual stresses already during the welding process would be highly attractive as time and cost consuming post processing may be prevented. Innovative Low Transformation Temperature (LTT-) filler materials are specially designed for Controlling weld residual stresses by means of adjusted martensite formation already during welding. Numerous publications can be found on this issue, but they provide only little insight into the interaction between martensite formation and resulting welding residual stresses. Within this study a component weld test was performed in a special large-scale testing facility. In-situ load analysis revealed that the amount of stress reduction during deposition of the individual weld runs is dependent on the weld volume undergoing phase transformation related to the shrinking volume. The residual stresses found alter welding show that the desired residual stress control by using LTT alloys is sensitive to welding boundary conditions (i. e. weld geometry, plate thickness) and to be evaluated separately for varying weld scenarios.zeige mehrzeige weniger
  • Neuartige sogenannte Low-Transformation-Temperature (LTT)- Schweißzusätze weisen eine chemische Zusammensetzung auf, welche die Martensitbildung zu vergleichsweise niedrigen Temperaturen verschiebt. Dies wirkt sich maßgeblich auf die nach dem Schweißen vorliegenden Eigenspannungen aus. Obwohl dazu zahlreiche Veröffentlichungen vorliegen, blieben die Wirkzusammenhänge zwischen Umwandlungstemperatur und Schweißeigenspannungen bislang ungeklärt. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Arbeit ein Versuch in einer Großprüfanlage durchgeführt, um den Einfluss der Martensitumwandlung während des Mehrlagenschweißens zu analysieren. Die In-Prozess-Beobachtung der auftretenden Kräfte und Momente offenbarte, dass die Eigenspannungsreduktion vom jeweils umwandelnden Volumen abhängt. Die Analyse der Schweißeigenspannungen verdeutlichte, dass die angestrebte Eigenspannungsbeeinflussung durch den Zusatzwerkstoff stark von den Randbedingungen (d. h. Nahtaufbau, Blechdicke) abhängt und einerNeuartige sogenannte Low-Transformation-Temperature (LTT)- Schweißzusätze weisen eine chemische Zusammensetzung auf, welche die Martensitbildung zu vergleichsweise niedrigen Temperaturen verschiebt. Dies wirkt sich maßgeblich auf die nach dem Schweißen vorliegenden Eigenspannungen aus. Obwohl dazu zahlreiche Veröffentlichungen vorliegen, blieben die Wirkzusammenhänge zwischen Umwandlungstemperatur und Schweißeigenspannungen bislang ungeklärt. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Arbeit ein Versuch in einer Großprüfanlage durchgeführt, um den Einfluss der Martensitumwandlung während des Mehrlagenschweißens zu analysieren. Die In-Prozess-Beobachtung der auftretenden Kräfte und Momente offenbarte, dass die Eigenspannungsreduktion vom jeweils umwandelnden Volumen abhängt. Die Analyse der Schweißeigenspannungen verdeutlichte, dass die angestrebte Eigenspannungsbeeinflussung durch den Zusatzwerkstoff stark von den Randbedingungen (d. h. Nahtaufbau, Blechdicke) abhängt und einer Bewertung im jeweiligen Anwendungsfall bedarf.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Arne KrommORCiD, Thomas KannengießerORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):HTM - journal of heat treatment and materials
übersetzter Titel (Deutsch):Spannungsentstehung während des Mehrlagenschweißens mit einem neuartigen martensitischen Schweißzusatz
Jahr der Erstveröffentlichung:2014
Verlag:Hanser
Verlagsort:München
Jahrgang/Band:69
Ausgabe/Heft:2
Erste Seite:80
Letzte Seite:88
Freie Schlagwörter:Eigenspannungen; LTT filler material; LTT-Zusatzwerkstoff; Martensit; Martensite; Phase transformation; Phasenumwandlung; Residual stresses; Schweißen; Welding
DOI:10.3139/105.110210
ISSN:2194-1831
ISSN:1867-2493
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:20.02.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:30.04.2020
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