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Tuesday, September 12, 2023, Berlin 3:00 PM Regelwerk und Qualitätssicherung |
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Schweißbarkeit und Tragfähigkeit von MAG-geschweißten Stumpfnähten als Mischverbindung von Baustählen mit unterschiedlicher Festigkeit |
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Oliver Brätz* / Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland Mareike von Arnim / Universität Stuttgart, Institut für Konstruktion und Entwurf, Deutschland Stefan Eichler/ Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Maschinenbau, Fachgebiet Fertigungstechnik, Deutschland Jörg Hildebrand/ Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Maschinenbau, Fachgebiet Fertigungstechnik, Deutschland Andreas Gericke/ Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland Knuth-Michael Henkel/ Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland Jean Pierre Bergmann/ Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Maschinenbau, Fachgebiet Fertigungstechnik, Deutschland Ulrike Kuhlmann/ Universität Stuttgart, Institut für Konstruktion und Entwurf, |
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Mischverbindungen aus normalfesten und hochfesten Baustählen ermöglichen einen optimierten Materialeinsatz durch die Werkstoffauswahl entsprechend der lokal einwirkenden Kräfte. Somit kann eine Anpassung der Werkstoffdicke mit damit verbundenen Blechdickensprünge vermieden werden. Dies ermöglicht ökologische und wirtschaftliche Vorteile durch einen reduzierten Materialverbrauch und kleinere Schweißnahtgeometrien. Derzeit bestehen im Eurocode 3 jedoch keine Regelungen für die Bemessung von geschweißten Stumpfnähten, welche als Mischverbindungen aus normalfesten und hochfesten Baustählen vorliegen. In diesem Beitrag wird die Schweißbarkeit sowie die Tragfähigkeit von diversen MSG-geschweißten Mischverbindungen dargestellt und diskutiert. In einem umfangreichen Versuchsprogramm wurden unterschiedliche Stahlsorten im Festigkeitsbereich von S355 bis S960 kombiniert und dabei der Schweißzusatztyp, der Energieeintrag (unterschiedlich definierte t8/5-Zeiten), die Blechdicke (10 und 20 mm) sowie die Nahtform (V, DV) variiert. Zur Bewertung der Schweißbarkeit wurde insbesondere die Schweißeignung in Bezug auf die Schweißgutmetallurgie und das Grundwerkstoffverhalten (WEZ) sowie die resultierenden mechanisch-technologischen Eigenschaften im Nahtbereich (Kerbschlagarbeit, Härte) untersucht. Mittels hochfeinmaschiger Härtemappings wurden sowohl typische Aufhärtungen in der WEZ sowie bei den höherfesten Stählen auch die Ausbildung von weichen Zonen festgestellt. Die Tragfähigkeit der Verbindungen wurde durch Querzugversuche mit ortsaufgelöster Dehnungsanalyse untersucht, sodass sowohl die Festigkeit als auch das Versagensverhalten charakterisiert werden konnte. Außerdem wurde die Entfestigung der hochfesten Stähle in Bezug auf die Tragfähigkeit der Verbindung bewertet. |