Leichtbaupotenzial zyklisch belasteter Laserstrahl-Hybridschweißverbindungen aus S1100QL
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Bernd Winderlich
Kurzfassung
Laserstrahl-Hybridschweißverbindungen aus S1100QL sind sehr gut für den industriellen Einsatz in zyklisch hochbelasteten Leichtbaukonstruktionen geeignet. Vorteile gegenüber dem MAG-Schweißen ergeben sich u. a. aus kürzeren Prozesszeiten, geringerem Wärmeeintrag und der Reduzierung des Verzuges. Blecheben überschliffene Hybrid-Stumpfnähte erreichen die Schwingfestigkeit des reinigungsgestrahlten Grundwerkstoffs. Poren im Schweißgut sind der begrenzende Faktor. Der Einsatz der Schweißverbindungen ist sinnvoll bei hohen Mittelspannungen und geringen Lastspielzahlen. Hier ergibt sich ein Vorteil des Schleifens gegenüber dem UIT-Verfahren zur Erzeugung von Druckeigenspannungen am Nahtübergang. Auslegungs- und Fertigungsaspekte sowie Prüferfordernisse werden erörtert.
Abstract
Laser hybrid welded joints of HSLA steel S1100QL are well suited for industrial use in cyclically highly loaded structures. In comparison to conventional MAG welding, laser hybrid welding enables shorter process time, lower heat input and reduced weldment distorsion. Hybrid butt welds ground flush to plate reach the same fatigue strength level as the blast cleaned base material. Pores in the weld metal are the fatigue limiting factor. Application of these welded joints is useful at high mean stress and low number of cycles. In this case it gives an advantage of grinding over generation of residual compressive stresses at the weld toe by the UIT method. Design and manufacturing issues and testing requirements are discussed.
Literatur
1 H.Wegmann: Schweißtechnische Verarbeitung und Anwendung hochfester Baustähle, Proc. 12. Schweißtechnische Fachtagung, SLV Halle (2002)Search in Google Scholar
2 W.Gundel, U.Hamme, S.Herion: Ermüdungsfestigkeit geschweißter Konstruktionen aus hoch- und höchstfesten Feinkornbaustählen in der Praxis, DVS-Berichte 267, Düsseldorf (2010), S. 220–224Search in Google Scholar
3 W.Gundel, J.Hauser: Innovative Konstruktionen aus Feinkornbaustählen mit Streckgrenzen bis 1100 N/mm2, DVS-Berichte 216, Düsseldorf (2001), S. 271–275Search in Google Scholar
4 H.-J.Weber, M.Schmitz-Niederau: Interessante Erweiterungen – Entwicklungen beim Schweißen hochfester Feinkornbaustähle, Stahl4 (2008), S. 45–48Search in Google Scholar
5 R.Miebach, H.Lembeck: Die neue Fertigung der Meyer-Werft – Laserhybridschweißen als Kerntechnologie, DVS-Berichte 225, Düsseldorf (2003), S. 187–191Search in Google Scholar
6 C.Thomy, M.Schilf, T.Seefeld, F.Vollertsen, G.Sepold, R.Hoffmann: CO2-Laser- MSG-Hybridschweißen in der Rohrfertigung, DVS-Berichte 225, Düsseldorf (2003), S. 167–173Search in Google Scholar
7 H.Staufer, S.Helten: Laser-Hybridschweißen für neuartige Leichtbaukonzepte im Automobilbau, DVS-Berichte 225, Düsseldorf (2003), S. 175–179Search in Google Scholar
8 B.Brenner (Ed.): Laserstrahlschweißen für den Leichtbau – Ergebnisbericht zum BMBF-Verbundvorhaben Funktionsoptimierte laserhybridgeschweißte Leichtbaustrukturen als Kernelemente zur Realisierung ganzheitlicher Leichtbaukonzepte, Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart (2006)Search in Google Scholar
9 H.Haferkamp, O.Meier, B.Boese, R.Mittelstädt, G.Kuscher: Laser-MSG-Hybridschweißen von innovativen Stahlwerkstoffen, Bericht zum Forschungsvorhaben P 613, FOSTA, Verlag und Vertriebsgesellschaft mbH, Düsseldorf (2007)Search in Google Scholar
10 C. M.Sonsino: Werkstoffauswahl für schlagartig und zyklisch belastete metallische Bauteile, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik32 (2001), No. 3, S. 221–230Search in Google Scholar
11 B.Müsgen, K.Hoffmann: Verbesserung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen hochfester Stähle, Thyssen Technische Berichte (1987), No. 1, S. 67–79Search in Google Scholar
12 E.Haibach: Betriebsfestigkeit, VDI-Verlag, Düsseldorf (1989)Search in Google Scholar
13 A.Hobbacher: Recommendations for Fatigue Design of Welded Joints and Components, International Institute of Welding, Doc. XIII-1965-03/XV-1127-03Search in Google Scholar
14 P.Hübner: Schwingfestigkeit der hochfesten schweißbaren Baustähle StE 855 und StE 960, Dissertation TU Freiberg (1996)Search in Google Scholar
15 B.Winderlich: Erarbeitung von Bewertungskriterien für die Schwingfestigkeit von Laserstrahlschweißverbindungen, Abschlussbericht BMBF-Projekt FKZ 13N6869/6, Dresden (2000)Search in Google Scholar
16 Y.Murakami, M.Endo: Effects of defects, inclusions and inhomogeneities on fatigue strength, Fatigue16 (1994), No. 4, S. 163–18210.1016/0142-1123(94)90001-9Search in Google Scholar
17 W.Schütz: Über eine Beziehung zwischen Lebensdauer bei konstanter und bei veränderlicher Beanspruchungsamplitude und ihre Anwendung auf die Bemessung von Flugzeugbauteilen, Zeitschrift für Flugwissenschaften15 (1967), No. 11, S. 407–419Search in Google Scholar
18 ThyssenKrupp Stahl: Verbesserung der Schwingfestigkeit von XABO 1100-Schweißverbindungen mit Hilfe des UIT-Verfahrens, Duisburg (2004)Search in Google Scholar
19 B.Winderlich, B.Brenner, J.Standfuß, V.Fux, E.Beyer: Steigerung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen durch induktiv unterstütztes Laserstrahlschweißen, DVM-Bericht128 (2001), S. 295–305Search in Google Scholar
20 U.Kuhlmann, A.Dürr, H.-P.Günther, J.Bergmann, R.Thumser, U.Gerth, P.Gerster: Verlängerung der Lebensdauer von Schweißkonstruktionen aus höher festen Baustählen durch Anwendung der UIT-Technologie, Schweißen und Schneiden57 (2005), No. 8, S. 384–391Search in Google Scholar
21 T.Ummenhofer, I.Weich: Steigerung der Ermüdungsfestigkeit von Schweißverbindungen höherfester Stähle – Wirksamkeit hochfrequenter Hämmerverfahren, VDI-Berichte1970 (2007), S. 261–267Search in Google Scholar
22 U.Hamme, J.Hauser, A.Kern, U.Schriever: Einsatz hochfester Baustähle im Mobilkranbau, Stahlbau69 (2000), No. 4, S. 295–30510.1002/stab.200000890Search in Google Scholar
© 2011, Carl Hanser Verlag, München
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