Bewertung von zerstörungsfrei aufgefundenen Fehlern in Schweißverbindungen mit Hilfe der Bruchmechan

FKM 1995 Heft Nummer 211 Vorhaben Nr. 115
Kurzfassung:

In Schweißverbindungen kann das Auftreten von Fehlern nicht immer vermieden werden. Typische Fehlerarten sind Gasporen, Schlackeneinschlüsse, Binde- und Wurzelfehler sowie Einbrandkerben oder Risse. Je nach Art, Größe bzw. Häufigkeit können solche Fehler die Tragfähigkeit und Lebensdauer eines Bauteils ungünstig beeinflussen. Um diesen Einfluss bei Auslegung und Bewertung zu erfassen, wird die Nahtgüte auf der Basis zerstörungsfreier Prüfmethoden, z.B. Durchstrahlungsprüfungen, durch die Zuordnung zu einer Bewertungsgruppe bisher nur qualitativ charakterisiert. Die Anwendung bruchmechanischer Fehlerbewertungskonzepte auf Schweißverbindungen ermöglicht die Quantifizierung des Zusammenhangs zwischen Belastung, Werkstoffwiderstand und Fehlergröße. Im Forschungsvorhaben wurden experimentelle und rechnerische Untersuchungen zur bruchmechanischen Beschreibung des Verhaltens von zerstörungsfrei nachgewiesenen Innenfehlern in Schweißverbindungen an ebenen Platten, Rohren und einem Bauteil durchgeführt. Hierbei standen die folgenden Fragestellungen im Vordergrund: 0 Genauigkeit der zerstörungsfreien Fehlergrößenbestimmung 0 Vorhersage des Fehlerverhaltens mit Hilfe der Bruchmechanik 0 Vergleich der Vorhersage mit dem tatsächlichen Verhalten der Fehler 0 überprüfung der übertragbarkeit der an Modellkörperproben ermittelten Ergebnisse auf Bauteile. Die zerstörungsfreie Prüfung der fehlerbehafteten Schweißverbindungen zeigte Grenzen der quantitativen Fehlergrößenbestimmung für die eingesetzten Ultraschallprüfverfahren in Abhängigkeit von den gewählten Prüfbedingungen. Durch die Beurteilung der Vorhersagegenauigkeit des Fehlerverhaltens an Bauteilen mit Hilfe von an Proben ermittelten Kennwerten wurden Lücken geschlossen und Hindernisse bei der Anwendung der Bruchmechanik abgebaut. Die bruchmechanische Bewertung der Innenfehler lieferte zufriedenstellende Ergebnisse. Es wurde erstmalig geschlossen eine quantitative Beurteilung von Fehlern in Schweißverbindungen von der zerstörungsfreien Fehlersuche, Auffindbarkeit, Größenbestimmung und Bewertung an Bauteilen überprüft.


Berichtsumfang:
200 S., 131 Abb., 7 Tab., 37 Lit.
Beginn der Arbeiten:
30.11.1988

Ende der Arbeiten:
30.06.1993

Zuschussgeber:
BMWi / AIF-Nr. 7686
Forschungsstelle:
Fraunhofer-lnstitut für Werkstoffmechanik Wöhlerstraße 11,79108 Freiburg

Leitung:
Prof Dr. rer. nato E. Sommer

Bearbeiter und Verfasser:
Dr.-lng. W. Burget Dr.-lng. J.G. Blaue! Dr.-lng. D. Memhard Dipl.-Phys. W. Müller, IztP Saarbrücken Teilberidlt SAFT -Messungen J. Schüler B. Urich
Obfrau des Arbeitskreises:
Dr. Christina Berger Siemens AG -UB KWU, Mülheim a. d. Ruhr

Vorsitzender des Beirates:
Prof. Dr.-lng. H. Kipphan Heidelberger Druckmaschinen AG, Heidelberg