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4. Experimentelle Datenbasis
Schließlich wird zur Berechnung der dritten Übergangstemperatur T27J(TANHYP) das Konzept nach Wallin
[WAL01-1] für alle Werte angewandt, das auf der Definition einer tanhyp-Funktion zur statistischen
Beschreibung der Übergangskurve basiert. Zusätzlich werden mit Hilfe der Wallin-Prozedur die
Kennwerte Avmax(TANHYP) und FATT50(TANHYP) ermittelt.
Für das Schweißgut der HLSV mit dem schmalen Spalt ergeben sich von 22.5 bis 30°C höhere
T27J(KON)-Werte als für den zugehörigen Grundwerkstoff der untersuchten Stähle, was eine deutliche
Verschlechterung der Zähigkeitseigenschaften bedeutet. Diese negative Auswirkung des Schweißens
auf die Zähigkeit ist auch bei dem Schweißgut der HLSV mit Nullspalt für die Stähle EH36-20 und
RQT701-15 erkennbar, wobei hier die T27J(KON)-Werte ermittelt werden, die im Vergleich zu GW
maximal 25°C höher sind. Dahingegen können bei den Stählen EH36-15 und RQT701-20 mit dem
Hybridlaserschweißen ohne Spalt sogar bessere Zähigkeit für das SG erzielt werden, die durch eine
Reduktion des T27J(KON)-Wertes von 10 bis 20°C festzustellen sind. In der Hochlage verändert sich das
Niveau der Kerbschlagwerte Avmax für die HLSV in Abhängigkeit davon, wie weit der Riss in den GW
vorangeschritten ist. Obwohl bei hochfestem RQT701, dessen HLSV den niedrigsten Mismatchfaktor
im Vergleich zu anderen Stahlsorten besitzen, eine abfallende Tendenz zum RA erkennbar ist, kann
keine eindeutige Korrelation zwischen dem Mismatchfaktor und dem Avmax erstellt werden. Wie bereits
oben erwähnt, sind bis auf RQT701-20F, das Undermatching-Schweißverbindung enthält und somit
kein RA aufweist, die resultierenden Avmax-Werte die Mischwerte aus GW und SG. Die Differenz
zwischen HLSV und GW bezüglich der Avmax Werte liegt im Bereich von -25 für RQT701-20I bis 89°C
für EH36-20I, wobei für GW konventionelle und für SG tanhyp-Werte nach Wallin verwendet werden.
Die positive Differenz korrespondiert zur zusätzlichen Kerbschlagenergie, die benötigt wird, um den
Riss von SG in den GW voranzutreiben, im Vergleich zum Energieverbrauch bei dem Rissfortschritt in
reinem GW. Hiermit zeigt sich bis auf RQT701-15 der positive Effekt des RA auf die
Zähigkeitserhöhung in der Hochlage.
Im Bezug auf die Übergangstemperatur T27J werden für die HLSV mit Nullspalt grundsätzlich
niedrigere Werte und somit bessere Zähigkeit gewonnen als für die HLSV mit dem schmalen Spalt.
Wie bereits aus den Gefügeuntersuchungen festgestellt werden konnte, enthält das SG der HLSV mit
dem Nullspalt einen höheren Anteil an dem acicularen Ferrit im Vergleich zur HLSV mit dem
schmalen Spalt. Gegenüber anderen Ferritphasen zeichnet sich der aciculare Ferrit durch die beste
Zähigkeit in dem Übergangsbereich aus. Einer der Gründe, warum anstelle des acicularen Ferrits die
Ausbildung der anderen Ferritphasen und teilweise auch des bainitischen und martensitischen Gefüges
bei dem SG der HLSV mit dem schmalen Spalt stärker gefördert wird, ist möglicherweise in der mit
der höheren Abkühlgeschwindigkeit bei der HLSV mit dem Spalt im Vergleich zum Nullspalt zu
finden. Die negative Auswirkung des Spalts auf die Zähigkeit ist bei Vergrößerung der T27J(KON)-
Werten von 32.5°C für EH36-15, 20°C für EH36-20 und sogar 50°C für RQT701 zu erkennen. Mit der
Ausnahme von EH36-15 bestätigt dieses Ergebnis die Folgerungen über die Zähigkeitseigenschaften,
die sich aus der Gefügeanalyse ergeben. Während die Decklagen des SG für EH36-15I und EH36-20I
meistens ein Gemisch aus verschiedenen Ferritphasen sind, besteht die Decklage des RQT701-20I fast
ausschließlich aus dem acicularen Ferrit, was sich auch in dem höchsten T27J(KON)-Werten bemerkbar
macht. Die Frage, warum sich das SG des EH36-15I, dessen Decklage zwar etwas höheren Anteil an
acicularen Ferrit aber gleichzeitig auch an FSP und Bainit enthält, zäher als das SG des EH36-15F
verhält, bleibt jedoch offen.
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