Beschreibung
P 130 – Sicherung einer hohen Qualität geschweißter Stahlkonstruktionen mittels statistisch bewerteter Qualitätskontrolle und Schweißsimulation
Kerbschlagzähigkeitsuntersuchungen an Wärmeeinflußzonen geschweißter mikrolegierter Feinkornbaustähle zeigen trotz identischer Fertigungsbedingungen oft erhebliche Streuungen der Kerbschlagarbeitswerte. Diese Streuungen begründen sich zum einen in geometrischen Einflüssen wie Probenentnahmeorte, Kerbpositionierung, Rißverlauf in der WEZ usw. sowie verfahrensbedingten Einflüssen wie z.B. Breite der WEZ, nicht linearer Verlauf der Schmelzlinie, Kornendgrößendifferenzen nach der Wachstumphase innerhalb der WEZ, ungenaue Prüfbedingungen. Zum anderen sind die Abweichungen aus unterschiedlichen Grundwerkstoffzuständen, hervorgerufen durch verschiedene Chargen und kleine Unterschiede im thermomechanischen Walzprozeß, begründet. Diese Streuungen wurden bisher statistisch, d.h. weder qualitativ noch quantitativ erfaßt. Ebenso existiert noch kein Kriterium zur Vorhersagemöglicheit der Kerbschlagzähigkeitswerte der WEZ von Schweißverbindungen aus mechanisch-technologischen Eigenschaften des Grundwerkstoffes.
Die mechanisch-technologischen Eigenschaften mikrolegierter Feinkornbaustähle hängen zum überwiegenden Teil von der Wahl der Legierungselemente, dem Verunreinigungsgrad, dem vorliegenden Ausscheidungszustand, den Abkühlbedingungen und, sofern vorgenommen, von einer thermomechanischen Behandlung ab. Bei der großtechnischen Herstellung dieser Feinkornbaustähle ist es jedoch nicht immer möglich, die vorgegebenen Sollwerte und Behandlungen exakt einzuhalten. Unterschiedliche Werkstoffeigenschaften sind somit zwangsläufig die Folge. Je komplizierter das Herstellungsverfahren eines mikrolegierten Feinkornbaustahles ist, desto eher besteht die Möglichkeit, daß durch eine zufallsbedingte, zu negativeren Gütewerten führende Aufeinanderfolge von Behandlungsschritten bei der Herstellung die resultierenden mechanisch-technologischen Eigenschaften, vor allem in Bezug auf Schweißeignung, sich deutlich schlechter als die Sollvorgabe einstellen. Die besonders an mikrolegierten Feinkornbaustählen beobachteten Ausfälle von Kerbschlagarbeitswerten an Schweißverbindungen, die trotz vorschriftsmäßiger Wärmeführung beim Schweißen auf mangelnde Zähigkeitseigenschaften in der WEZ zurückzuführen sind, können heute vor Fertigstellung der Schweißung noch nicht vorhergesagt werden. Nähergehende Untersuchungen zu diesem Thema existieren noch nicht.
Da die Vorhersage der Zähigkeitseigenschaften der WEZ einer Schweißverbindung vor der Verarbeitung noch nicht Stand der Technik ist, können Gütewerte erst nach erfolgter Schweißung bestimmt werden. Würde eine statistisch abgesicherte Methode zur Zähigkeitsvorhersage ermittelt, könnten aufwendige und zeitraubende, nachträgliche Prüfverfahren zumindest eingeschränkt werden. Hinzu kommt, daß auch die Früherkennung schlechter Chargen eine Möglichkeit der Sicherung einer hohen Produktqualität darstellt und so erhebliche Mengen an Ausschuß vermieden werden können.
Veröffentlichung:
1988
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. F. Eichhorn
