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7.5 Schlussfolgerungen
7. Sicherheitsbewertung von hybridlasergeschweißten Bauteilen
Mit Hilfe der FITNET-Prozedur wird die Sicherheitsbewertung bei sprödem und duktilem
Bruchverhalten von Hybridlaserschweißverbindungen der Großzugproben durchgeführt. Um die
Genauigkeit der Abschätzung des spröden Bruchverhaltens zu erhöhen, ist die Kenntnis der
Eigenspannungen für alle untersuchten HLSV erforderlich. Der Grund dafür ist, dass die
Eigenspannungen, falls keine Angaben vorliegen, in Höhe der Streckgrenze und damit auf zu hohem
Niveau einzusetzen sind. Im Rahmen dieser Arbeit können allerdings die Eigenspannungen nur für die
HLSV des Stahls RQT701-20I mittels röntgenographischer Methode bestimmt werden. Die maximalen
Eigenspannungen quer zur Schweißnahtrichtung ergeben sich mit dieser Methode zu 43% der
Streckgrenze des SG.
Die Ergebnisse der Sicherheitsbewertung mit der FITNET-Prozedur können in folgenden Punkten
zusammengefasst werden:
- Mit der Verwendung der experimentell bestimmten Bruchzähigkeiten KJc,med und den
Eigenspannungen in der Höhe der Streckgrenze des SG werden zwar sichere aber auch sehr
konservative Vorhersagen des spröden Versagens erzielt
- Werden die Eigenspannungen auf 43% der Streckgrenze des SG herabgesetzt wie für RQT701-
20I und die gemessene KJc,med Werte der Kurzriss- anstelle der Standardproben für die Analyse
eingesetzt, so kann eine deutliche Reduzierung der Konservativität der Prognose festgestellt
werden
- Eine genauere Abschätzung des zähigkeitskontrollierten Versagens ist mit der Grenzkurve nach
Option 4 im Vergleich zu Optionen 1-3 möglich, die unter Einbeziehung der numerisch
bestimmten Risswiderstandskurve berechnet werden kann
Ebenfalls eine sichere und nicht weniger konservative Analyse des spröden Versagens kann mit den
KJc,med Werten durchgeführt werden, die sich aus dem Beremin-Modell mit der
temperaturveränderlichen Weibullspannung σu2 ergeben. Sowohl experimentelle als mit dem GTN-
Modell bestimmte Rissinitiierungswerte der Standardproben ermöglichen eine konservative Prognose
des duktilen Versagens von Großzugproben. Die mit dem GTN-Modell bestimmten
bruchmechanischen Kennwerte können somit für die Sicherheitsbewertung verwendet werden. Auf der
anderen Seite kann das Potential des GTN-Modells durch eine direkte Beschreibung des
Bauteilverhaltnes noch besser ausgenutzt werden
Basierend auf der Übergangstemperatur T27J sowohl des GW als auch des SG können für die meisten
Proben keine konservativen Vorhersagen der tiefsten Anwendungstemperatur Tcalc für die
Großzugproben nach Eurocode 3, Teil 1-10 getroffen werden. Dies liegt daran, dass die
Zähigkeitsunterschiede entlang der heterogenen Schweißnaht mit den T27J Werten nicht genau erfasst
werden können. Eine Verbesserung der Vorhersage kann unter Einbeziehung der tatsächlich
bestimmten Referenztemperatur T0 anstelle der Verwendung der Sanz-Korrelation erzielt werden.
Im Hinblick auf die Ausnutzung möglicher Sicherheitsreserven werden die Vorteile der
Schädigungsanalyse mit dem GTN-Modell gegenüber der FITNET-Prozedur ohne
Constraintbetrachtungen für drei Anwendungsbeispiele aufgezeigt. Mit den in Kap. 5 ermittelten
Schädigungsparametern ist das GTN-Modell in der Lage eine direkte Bestimmung der duktilen
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