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7. Sicherheitsbewertung von hybridlasergeschweißten Bauteilen
unterhalb von 2.0 („DE(T),ES2,con.“), wodurch eine noch bessere Ausnutzung von vorhandenen
Sicherheitsreserven als mit den Zähigkeiten der Standard-Bruchmechanikproben erreicht wird.
Die FITNET-Prozedur ergibt eine konservative Prognose des duktilen Bruchverhaltnes von DE(T)
Proben mit den experimentellen und numerischen Ji-Werten, die an C(T) Proben bei Raumtemperatur
bestimmt werden („DE(T),ohne ES“). Die entsprechenden LR Werte liegen unterhalb 0.8, da die duktile
Rissinitiierung in DE(T) Proben vor dem Nettoquerschnittsfließen stattfindet. In einer der DE(T) Probe
ist der ermittelte Ji Wert um ca. 5% kleiner als der Ji Wert der C(T) Probe, so dass der resultierende
Versagenspunkt die FAD-Grenzkurve fast berührt. Die mit dem Schädigungsmodell berechneten Ji
Werten liefern eine konservativere Abschätzung des Versagens beim Beginn des stabilen
Risswachstums.
Zusammenfassend lässt sich aus den erzielten Ergebnissen feststellen, dass die kürzlich entwickelte
FITNET-FFS-Prozedur [FIT06] für die Sicherheitsbewertung von hybridlasergeschweißten Bauteilen
geeignet ist.
7.3 Eurocode 3, Teil 1-10
Für die Analyse des spröden Bruchverhaltnes von DE(T) Proben mit der HLSV wird neben der
FITNET-Prozedur auch der Teil 1-10 des Eurocodes 3 angewendet, in dem die Regeln für die
Durchführung des vereinfachten Zähigkeitsnachweises zur Vermeidung von Sprödbruch enthalten sind.
Mit Hilfe der experimentellen Ergebnisse für die Großzugproben wird die Anwendbarkeit dieser
Regeln auf die hybridlasergeschweißten Konstruktionen überprüft. Dafür wird die nach Eurocode 3
berechnete niedrigste Anwendungstemperatur Tcalc für die DE(T) Proben mit der im Großzugversuch
erreichten Prüftemperatur Texp. verglichen. Zur Berechnung von Tcalc werden nur die beiden Terme
TKJc100 und ∆Tσ verwendet. Die restlichen Terme zur Beschreibung des Dehnrateneinflusses (∆Tε) und
das additive Sicherheitselement ∆Tγc können vernachlässigt werden. Mit den gemessenen
Eigenspannungen in Querrichtung kann der Korrekturfaktor für lokale Eigenspannungen ρ nur für die
HLSV des Stahls RQT701-20I genau berechnet werden. Mit der Annahme, dass die Eigenspannungen
43% der Streckgrenze des Schweißgutes entsprechen, wird der Korrekturfaktor ρ für die
Schweißverbindungen des Stahls EH36 abgeschätzt. Als Übergangstemperatur T27J zur Berechnung
von Tcalc wird sowohl die des SG als auch des GW in Querrichtung einbezogen. In [AND04] wird
gezeigt, dass der Einfluss der verwendeten Streckgrenze auf die Ergebnisse gering ist. Aus diesen
Gründen werden alle Berechnungen nach Eurocode 3 mit der Streckgrenze des GW durchgeführt.
Die Ergebnisse der Analyse des spröden Bruchverhaltens für die geprüften DE(T) Proben sind in Bild
7.7 und Bild 7.8 dargestellt. Mit der Verwendung der Übergangstemperatur T27J des SG sind die
Prognosen der Versagenstemperaturen nach Eurocode 3 für die DE(T) Proben mit der HLSV der Stähle
EH36-15I und RQT701-20I nicht konservativ, s. Bild 7.7. Mit dem um +40K höheren T27J Wert für die
HLSV mit dem schmalen Spalt im Vergleich zum Nullspalt wird eine konservative Vorhersage der
Ergebnisse für die DE(T) Proben des Stahls EH36-15F erzielt. Für die DE(T) Proben mit der HLSV
des Stahls EH36-20I wird sowohl eine im sicheren als auch eine im unsicheren Bereich liegende Tcalc
berechnet. Bis auf diese Temperatur im unsicheren Bereich befinden sich alle vorhergesagten
niedrigsten Anwendungstemperaturen innerhalb der um die 1:1-Linie (exakte Vorhersage) definierten
± 25K Streubänder.
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