Untersuchung des Einflusses der konstruktiven Steifigkeit von dickwandigen laser- und laserhybridgeschweißten Verbindungen auf die Heißrissbildung

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Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens zur Erforschung des Einflusses der Struktursteifigkeit von dickwandigen Laser- und Laserhybridschweißverbindungen auf die Heißrissbildung wurden mittels Heißrisstests die Einspanngrade beim Schweißen variiert, um eine Korrelation zwischen den Einspanngraden und der Rissbildung zu gewinnen. Nachdem die Prüfmaschine modifiziert wurde, war es möglich, unterschiedliche Einspanngrade im Zusammenhang mit den Reaktionskräften zu simulieren. Für verschiedene Werkstoffe und Schweißverfahren wurden Experimente durchgeführt, um den kritischen Bereich der Einspanngrade zu bestimmen, in dem Erstarrungsrisse auftreten. Die numerische Simulation hat gezeigt, dass der Einspanngrad einen direkten Einfluss auf das Spannungsverhalten in der Ausbauchung hat, wo die Erstarrungsrisse entstanden sind. Die Ergebnisse zeigten außerdem, dass eine Korrelation zwischen den Einspanngraden und den Spannungsverläufen vorhanden ist, d.h. durch Erhöhung der Einspanngrade die Quer- und Vertikalspannungen zunehmen. Der Einfluss der Schweißparameter auf die Rissbildung bei Proben unter kritischen Einspanngraden wurden ebenfalls untersucht. Die Untersuchungen wurden an dem Stahl S690QL für das Laserhybridschweißverfahren durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Reduzierung der Schweißgeschwindigkeit und die Verschiebung der Fokuslage auf die Probenoberfläche, die Anzahl der Risse deutlich reduziert werden kann. Die Ergebnisse aus den Experimenten wurden im weiteren Verlauf des Projektes auf selbstbeanspruchenden Heißrisstest übertragen. Dies vereinfachte das Testverfahren und machte es für die Anwender so praktisch wie möglich. Durch die Änderung von zwei geometrischen Parametern der Probe konnten die Einspanngrade variiert werden. Es wurden ebenfalls Experimente mit selbstbeanspruchender Heißrissrest durchgeführt und die Ergebnisse zeigen eine gute Übertragbarkeit.

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