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Die Anwendung von Leichtbauprinzipien im Stahlbau, wie z.B. die Verwendung von aufgelösten Tragstrukturen, sog. Jackets-Fundamenten, bietet ein großes Potential zur Reduzierung des Ressourcenverbrauchs, insbesondere im Hinblick auf die benötigte Stahlmenge.
In diesem Vortrag zeigen wir die Potenziale einer vollständigen Digitalisierung der schweißtechnischen Fertigungs- und Prüfkette auf, um eine vollautomatische Fertigung sowie Qualitätsprüfung von Rohrknoten als Schlüsselelement von Jackets-Fundamenten zu ermöglichen. Darüber hinaus wird der Zusammenhang zwischen der Geometrie der Nahtform und der resultierenden Ermüdungsfestigkeit durch numerische Methoden unter Einbeziehung bionischer Prinzipien bewertet. Es wird gezeigt, dass Hohlprofilknoten vollautomatisch unter Berücksichtigung von Geometrietoleranzen geschweißt werden können. Darüber hinaus konnte die Nahtform gemäß den numerischen Modellen hergestellt werden, was ein großes Potenzial für eine verlängerte Lebensdauer bietet. Anschließend werden die Verbesserungen bei der Ressourceneffizienz und die Reduzierung der Kohlendioxidemissionen durch eine Lebenszyklusanalyse bewertet.
Resistance spot welds were prepared on 3 mm thick sheets of continuous cast and rolled AZ31 magnesium alloy. The microstructure and composition analysis of weld nugget, heat affected zone (HAZ) and base metal were examined using optical and scanning electron microscopy (HR-SEM and EDS/X). The resistance spot welded magnesium alloy joints consist mainly of weld nugget and HAZ. The nugget contains two different structures, i.e. the cellular-dendritic structure at the edge of the nugget and the equiaxed dendritic structure in the centre of the nugget. The structure transition is attributed to the changes of solidification conditions. In the HAZ, grain boundary melting occurred and grain boundaries became coarse. It has been shown that hardness reduction in the weld nugget and HAZ compared with base metal is evident due to dendritic microstructure and grain growth, respectively. The results showed that spot welded joints have failed in interfacial mode under torsion and tensile–shear loading conditions. Digital image correlation during tensile–shear testing showed that low surface strains occur in the interfacial failure mode, because fracture and deformation happened primarily in the nugget area.