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Widerstandsschweißen
(2001)
Summary
Das schon seit über 100 Jahren angewendete Punktschweißen ist auch heute noch das dominierende Fügeverfahren für Dünnblechstrukturen aus Stahl im Rohkarosseriebau. Die Schweißstellen sind dabei in Hinsicht auf die Lebensdauer häufig die schwächsten Stellen eines Bauteils. Es werden deshalb im Bereich Entwicklung und Konstruktion zur Auswahl geeigneter Schweißparameter für die zu verbindenden Werkstoffe sowie für den Ort und die Anzahl der erforderlichen Schweißungen Kennwerte benötigt, die das Ermüdungsverhalten von Punktschweißverbindungen charakterisieren. Solche Kennwerte werden von Berechnungsingenieuren auch benötigt, um das Ermüdungsverhalten von geschweißten Strukturen numerisch zu analysieren und die Lebensdauer vorherzusagen. Das Ermüdungsverhalten von Punktschweißverbindungen ist ein Strukturverhalten und hängt u.a. vom Grundwerkstoff, der konstruktiven Gestaltung der Struktur und der Beanspruchung in der Schweißzone ab. Der Einfluss dieser Größen auf die Zeitfestigkeit von Schweißverbindungen wird im Allgemeinen an bestimmten Proben durch Wöhler- Versuche ermittelt. Als Kennwerte für eine festgelegte Überlebenswahrscheinlichkeit werden die Höhe und die Neigung der Wöhlerlinie ermittelt. Die in [1] erläuteten Probleme in Hinsicht auf das Ermitteln aussagefähiger Kennwerte führten in den letzten Jahren zu der neuen Entwicklung, nämlich der grundlegenden Klärung der Zusammenhänge von Probensteifigkeitsverlauf, Rissentstehung und Risswachstum sowie lokaler Beanspruchung in der Schweißzone. Das thermometrische Verfahren, mit dessen Hilfe Rissentstehung und Risswachstum erfasst werden können, wird nachfolgend erläutert.
AZ31 Mg alloy sheet was welded using a gas-tungsten arc (GTA) process over inserts containing 2.3-9.3 wt.% Al. The welded specimens were susceptible to SCC in distilled water, with susceptibility increasing with decreasing weld metal Al (or β particle) concentration. Primary stress corrosion cracks initiated at the weld metal-HAZ interface by stress-assisted localised dissolution and propagated through the weld and base metals by transgranular and intergranular H-assisted fracture (TG-HAF and IG-HAF) respectively. The IG fracture mode may be intrinsic to the texture imparted upon the base metal by rolling. The increase in SCC susceptibility with decreasing weld metal Al concentration is contrary to the purported roles of β particles in promoting localised corrosion and as crack nucleation sites, but corresponds with increases in weld - base metal galvanic current density and weld metal localised corrosion susceptibility.