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| Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Tuesday, September 12, 2023, Brüssel 3:30 PM
Aktuelles aus Forschung und Technik
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| Title: |
Schwingfestigkeit von unter Wasser nass geschweißten Konstruktionsdetails
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| Authors: |
Oliver Brätz* / Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland
Thomas Wolf / Leibniz Universität Hannover, Institut für Werkstoffkunde, Deutschland
Thomas Hassel/ Leibniz Universität Hannover, Institut für Werkstoffkunde, Deutschland
Knuth-Michael Henkel/ Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik, Deutschland
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| Abstract: |
Das nasse Lichtbogenhandschweißen wird typischerweise bei der Reparatur und teilweise bei der Modifikation von Stahlstrukturen im Unterwasserbereich eingesetzt. Aufgrund der Umgebungsbedingungen beim nass-hyperbaren Schweißen werden sowohl der Schweißprozess als auch die resultierende Schweißmetallurgie signifikant beeinflusst, sodass im Vergleich zum atmosphärischen Schweißen typischerweise eine geringere Schweißnahtqualität erreicht wird. Beim nassen Schweißen an zyklisch beanspruchten Konstruktionen muss ein Ermüdungsnachweis erfolgen, um eine vorgegebene Lebensdauer sicherzustellen. Bislang ist die Ermüdungsfestigkeit geschweißter Konstruktionsdetails im technischen Regelwerk jedoch nur für Schweißungen definiert, welche unter trockenen Bedingungen ausgeführt wurden. In diesem Beitrag wird die Schwingfestigkeit von nass geschweißten Konstruktionsdetails dargestellt und bezüglich des Einflusses der erreichten Schweißnahtqualität diskutiert. Es wurden Proben aus unterschiedlichen Baustählen mit unbelasteten Kehlnähten (Anschweißteile) und Stumpfnahtproben in unterschiedlichen Wassertiefen vollmechanisiert sowie manuell hergestellt und die Schwingfestigkeit mittels Wöhler-Versuch nach dem Nennspannungskonzept untersucht. Die statistische Auswertung der Versuche erfolgte entsprechend des Eurocode 3 und den IIW Empfehlungen sodass ein Vergleich mit den klassifizierten Referenzkerbfällen vorgenommen werden konnte. Für Bleche mit Anschweißteil wurde stets der Kerbfall 80 der EN 1993-1-9 bestätigt, sodass bei unbelasteten Kehlnähten keine negative Beeinflussung infolge der nassen Ausführung angenommen werden muss. Bei querbelasteten Schweißnähten wurde hingegen eine signifikante Beeinflussung der Ermüdungsfestigkeit festgestellt. Mit zunehmender Wassertiefe liegt eine geringere Schweißnahtqualität, welche eine Verringerung der Schwingfestigkeit bedingt. Die für das nasse Schweißen typischen, inneren Unregelmäßigkeiten wie Poren und (Mikro-)Rissen wurden als ermüdungsrisskritisch identifiziert.
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