Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung lokaler Festigkeitskennwerte an Punktschweißverbindungen

Stephan Brauser; Andreas Subaric-Leitis; Christian Ullner; Michael Rethmeier

doi:10.3139/120.110371

Article

Instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung lokaler Festigkeitskennwerte an Punktschweißverbindungen

Stephan Brauser , Andreas Subaric-Leitis , Christian Ullner and Michael Rethmeier

Published/Copyright: May 26, 2013

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From the journal Materials Testing Volume 54 Issue 9

Kurzfassung

Die lokalen Festigkeiten im Bereich einer Schweißverbindung sind maßgebend für deren Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen. Im Gegensatz zu anderen präparationsaufwendigen Methoden, z.B. die Untersuchung von Mikro-Zugproben, liefert die instrumentierte Eindringprüfung mit deutlich geringerem Aufwand Verläufe von Festigkeiten mit sehr guter Ortsauflösung. Im Rahmen dieser Arbeit werden wahre Spannungs-Dehnungskurven aus zyklischen Eindringversuchen mittels Auswertungen auf der Basis repräsentativer Spannungen und Dehnungen und auf der Basis neuronaler Netze an Punktschweißverbindungen aus hochfesten Stählen, jeweils im Bereich des Grundwerkstoffs und der Schweißlinse, bestimmt. Die Ergebnisse werden exemplarisch für einen Stahltyp mit Ergebnissen von Zugversuchen am Grundwerkstoff und am thermisch behandelten Werkstoff mit Schweißgut ähnlicher Struktur verglichen und diskutiert.

Abstract

The local strength properties in the region of weld joints are essential for their resistance to mechanical stress. In contrast to an alternative method of determining the local stress strain behaviour i.e. the preparation intensive, destructive micro tensile test the instrumented indentation test (IIT) provides gradients of strength properties with excellent local resolution. Two methods of determining true stress strain curves from cyclic indentation test have been used in order to investigate the strength behaviour in the region of resistance spot welded joints (region of base metal and weld nugget) of two high strength steels, a TRIP steel, and a martensitic steel and on the other hand a mild steel. Exemplary for the TRIP steel the results were compared and discussed with stress-strain-curves obtained by tensile tests on specimens made of the base metal and on specimens which were heat-treated corresponding to the welding process.

Dipl.-Ing. Stephan Brauser, Jahrgang 1979, studierte Maschinenbau an der TU Berlin mit der Vertiefung Werkstoff- und Schweißtechnik. Nach seiner Promotionstätigkeit an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung zum “Thema: “Phasenumwandlung” von TRIP-Stählen ist er nun am Fraunhofer Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) im Geschäftsfeld Füge- und Beschichtungstechnik tätig.

Dr. Andreas Subaric-Leitis, Jahrgang 1954, studierte Physik und promovierte an der TU Berlin. Seit 1991 ist er Mitarbeiter der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung im Fachbereich Sensorik, Mess- und Prüftechnik der Abteilung Zerstörungsfreie Prüfung mit den Arbeitsschwerpunkten mathematisch statistische Verfahren der Datenanalyse zur Validierung von Mess- und Prüfverfahren und -systemen, Verfahren messtechnischer Rückführung, dynamische Eigenschaften von mechanisch-technologischen Prüfsystemen, Instrumentierte Eindringprüfung zur Ermittlung lokaler mechanischer Werkstoff- und Bauteileigenschaften.

Dr. sc. nat. Ch. Ullner, Jahrgang 1942, studierte Physik an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und promovierte am Kristallographischen Institut der Humboldt-Universität zu Berlin. Am Zentralinstitut für Anorganische Chemie der Akademie der Wissenschaften der DDR befasste er sich mit Festigkeit, unterkritischem Risswachstum und Ermüdung keramischer Werkstoffe. Seit 1992 ist er an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung tätig. Dort leitete er bis zu seinem Ruhestand die AG Zuverlässigkeit von Prüfsystemen mit den Arbeitsschwerpunkten dynamische Eigenschaften von mechanisch-technologischen Prüfsystemen und Entwicklung der instrumentierten Eindringprüfung zu einer internationalen Norm.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier, Jahrgang 1972, studierte und promovierte an der Technischen Universität Carolo Wilhelmina zu Braunschweig. Nach seiner Tätigkeit bei der Volkswagen AG als stellvertretender Leiter des Fachgebietes “Fertigungstechnik und Produktionskonzepte übernahm er die Leitung des Fachgebiets “Sicherheit gefügter Bauteile” an der Technischen Universität Berlin. Seit 2007 ist er Leiter der Fachgruppe “Schweißtechnische Fertigungsverfahren” an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) in Berlin und Leiter des Geschäftsfeldes Füge- und Beschichtungstechnik am Fraunhofer Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik.

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Online erschienen: 2013-05-26

Erschienen im Druck: 2012-09-01

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