Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit von Längssteifen durch Low Transformation Temperature (LTT) Schweißzusätze

  • In diesem Beitrag wird die gezielte Applikation zusätzlicher LTT-Schweißraupen zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit in Schweißverbindungen erläutert. Der Einfluss der Eigenspannungen auf die Ermüdungsfestigkeit kann besonders durch Längssteifen verdeutlicht werden, da diese durch Verzugsbehinderungen oftmals hohe Eigenspannungen in der ermüdungskritischen Wärmeeinflusszone (WEZ) aufweisen. Daher wurden konventionell einlagig geschweißte Längssteifen aus hochfestem Baustahl mit LTT-Zusatzlagen an den Stirnseiten versehen, um lokal Druckeigenspannungen zu erzeugen, welche durch Schweißparametervariationen geometrisch variierten. Zusätzlich wurde als Kontrolle auch der Fall der zweilagig konventionell geschweißten Längssteife betrachtet. Die mittels XRD bestimmten Schweißeigenspannungen konnten in der WEZ durch die zusätzliche LTT-Naht reduziert werden. Je weiter weg die Nahtspitze der Zusatzlage ist, umso geringer sind die Schweißeigenspannungen in der WEZ. Bei konstanter AmplitudenlastIn diesem Beitrag wird die gezielte Applikation zusätzlicher LTT-Schweißraupen zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit in Schweißverbindungen erläutert. Der Einfluss der Eigenspannungen auf die Ermüdungsfestigkeit kann besonders durch Längssteifen verdeutlicht werden, da diese durch Verzugsbehinderungen oftmals hohe Eigenspannungen in der ermüdungskritischen Wärmeeinflusszone (WEZ) aufweisen. Daher wurden konventionell einlagig geschweißte Längssteifen aus hochfestem Baustahl mit LTT-Zusatzlagen an den Stirnseiten versehen, um lokal Druckeigenspannungen zu erzeugen, welche durch Schweißparametervariationen geometrisch variierten. Zusätzlich wurde als Kontrolle auch der Fall der zweilagig konventionell geschweißten Längssteife betrachtet. Die mittels XRD bestimmten Schweißeigenspannungen konnten in der WEZ durch die zusätzliche LTT-Naht reduziert werden. Je weiter weg die Nahtspitze der Zusatzlage ist, umso geringer sind die Schweißeigenspannungen in der WEZ. Bei konstanter Amplitudenlast und einem R-Verhältnis von 0,1 konnte die Ermüdungsfestigkeit der LTT-Proben deutlich verbessert werden. Die Ermüdungsfestigkeit bei 2 Millionen Lastwechsel beträgt für konventionelle Proben 87 MPa und für die LTT-Proben 156 bis 196 MPa. Auch eine Steigung der Zeitfestigkeitsgeraden konnte an den LTT-Proben beobachtet werden. Der Umfang dieser Steigerung war ähnlich bzw. höher als bei höherfrequenten gehämmerten Proben. Ein Zusammenhang zwischen der bestimmten Eigenspannung und der Ermüdungsfestigkeit konnte beobachtet werden, wenn auch nur im geringeren Umfang. LTT-Schweißzusätze können verwendet werden, um die Ermüdungsfestigkeit in Längssteifen zu erhöhen.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Martin HübnerORCiD
Koautor*innen:Arne Kromm, Thomas Kannengiesser, Florian Dittmann, Igor Varfolomeev
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Deutsch
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.4 Integrität von Schweißverbindungen
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik
Freie Schlagwörter:Eigenspannungen; Ermüdungsfestigkeit; Längssteife
Low transformation temperature (LTT)
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Energie
Energie / Windenergie
Veranstaltung:15. Vollversammlung des SFB 1120: Summer School 2025
Veranstaltungsort:Kall, Germany
Beginndatum der Veranstaltung:08.07.2025
Enddatum der Veranstaltung:09.07.2025
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:17.07.2025
Referierte Publikation:Nein
Eingeladener Vortrag (wissenschaftliche Konferenzen):Ja
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