High Strengst EcoWelds
Wirtschaftliche Schweißnahtverbindung aus höherfestem Stahl unter Ermüdungsbeanspruchung
Das Projekt HighStrength EcoWelds umfasst die Bewertung und Kerbfalleinstufung nicht durchgeschweißter Stumpfstöße aus hoch und höherfestem Stahl sowie deren Qualitätsbewertung durch geeignete ZfP.
Forschungsgebiet:
- Laufzeit:
- 01.01.2025 - 30.06.2027
- Projektstatus:
- laufend
- Einrichtungen:
- Institut für Material- und Bauforschung (IMB) Fakultät für Bauingenieurwesen Fakultät für Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Flugzeugtechnik
- Projektleitung:
- Prof. Dr.-Ing. Imke Engelhardt, Prof. Dr.-Ing. Klemens Rother
- Förderprogramm:
- Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF FOSTA)
- Drittmittelart:
- Bund
- Projektart:
- Forschung
Hoch- und höherfeste Stähle ermöglichen leichtere Stahlkonstruktionen und damit eine ressourcenschonendere, wirtschaftlichere Fertigung. Bei ermüdungsbeanspruchten Bauteilen wird dieses Potenzial jedoch häufig durch den Ermüdungsnachweis der Schweißverbindungen begrenzt. Eingeführte Bemessungsregeln setzen die Ermüdungsfestigkeit von Schweißdetails in hochfesten Stählen meist nicht höher an als bei normalfesten Werkstoffen und bewerten Schweißnahtunregelmäßigkeiten weitgehend undifferenziert. Dadurch gelten von der Norm abweichende Ausführungen pauschal als unzulässig, und es werden zeitintensive Nacharbeiten wie Ausschleifen und Neuverschweißen nötig.
Das Forschungsvorhaben entwickelt deshalb eine an Kerbdetail und Werkstoff angepasste Bewertung und Qualitätssicherung, mit der effiziente Konstruktionen aus höherfesten Stählen realisierbar werden. Im Fokus stehen nicht durchgeschweißte Y- und DY Stumpfnähte aus hoch- und höchstfesten Stählen (S355 bis S960) und der Einfluss des Wurzelspalts auf die Lebensdauer. Experimentell werden Wöhlerlinien in Abhängigkeit vom Spaltmaß ermittelt und durch numerische Analysen abgesichert. Lokale Konzepte wie das Kerbspannungskonzept werden für die untersuchten Details verifiziert. Ergänzend werden bruchmechanische Ansätze genutzt, um Wöhlerlinien rechnerisch abzuleiten und Verfahren wie IBESS auf Versagen an der Nahtwurzel zu übertragen.
Parallel wird eine praxistaugliche Qualitätssicherung untersucht, damit innere Unregelmäßigkeiten verlässlich quantifiziert werden können. Fortschrittliche Ultraschallmethoden werden hinsichtlich ihrer Eignung zur quantitativen Vermessung des Wurzelspalts untersucht.
Projektförderung
Adressierte Nachhaltigkeitsziele (SDGs)
