Motivation
Schweißverbindungen unterliegen in nahezu allen Einsatzfällen mehrachsigen Beanspruchungen. Solche Verbindungen im Antriebsbereich werden heutzutage üblicherweise anhand empirischer Auslegungskriterien konstruiert, weil die erforderlichen Auslegungskennwerte für mehrachsig beanspruchte Schweißnähte für schwierig schweißbare Werkstoffen nicht in ausreichendem Maße verfügbar sind. Abgesicherte Daten zur Beanspruchbarkeit für zyklisch mehrachsig beanspruchte Laserstrahlschweißverbindungen sind aber erforderlich, um einerseits die Bauteilsicherheit zu erhöhen und weitere Leichtbaupotenziale zu erschließen sowie andererseits die Konstruktions- und Entwicklungszeiten drastisch zu reduzieren.
Zielsetzung
Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Vorgaben für belastungs- und verfahrensgerechte Konstruktionen für lasergeschweißte Antriebskomponenten unter Berücksichtigung von Schweißnahtdefekten, Schweißeigenspannungen, komplexen 3D-Spannungszuständen in der Naht und der lokalen Beanspruchbarkeit der Schweißnahtbereiche (Schweißgut / WEZ). Damit soll eine Erhöhung der Bauteilsicherheit bzw. eine bessere Ausnutzung des Leichtbaupotenzials erreicht werden.
Lösungsweg
Aufbauend auf der Analyse repräsentativer Bauteile werden die typischen Nahtbeanspruchungen klassifiziert und daraus das Grundkonzept für die Probengeometrie und die Prüflasten abgeleitet. Anschließend erfolgen die Auskonstruktion der Prüfkörper und deren schweißtechnische Herstellung mithilfe des Laserstrahlschweißens nach dem Stand der Technik. Den Schwerpunkt der Arbeiten wird die zyklische mehrachsige Prüfung der Proben unter Variation der Lastkomponenten einnehmen. Die Bewertung der Ermüdungsfestigkeit erfolgt dann unter Verwendung lokaler Konzepte, mit dem Ziel der Entwicklung einer verallgemeinerungsfähigen Methodik für die Bewertung mehrachsiger Spannungszustände in laserstrahlgeschweißten rotationssymmetrischen Bauteilen.
Informationen zur Förderung
Beteiligte Institute:
- Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
- Technische Universität Darmstadt, Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik (SAM)
IGF-Vorhaben Nr. 20.621; Laufzeit: 2,5 Jahre
Deutscher Verband für Schweißen und Verwandte Verfahren DVS e.V.
Kontakt
M.Sc. Markus Faß
Tel: 06151 705-474
Email: Markus.Fass@sam.tu-darmstadt.de
