Sicherheit gefügter Bauteile

Die Kernkompetenz der Fachgruppe 5.5 liegt im Gebiet der Sicherheit und Zuverlässigkeit gefügter Bauteile und Systeme während der Fertigung und ihres Betriebes. Dabei kommt der Bewertung der Interaktion zwischen Werkstoff, Prozess und Konstruktion die entscheidende Rolle zu. Der zentrale Arbeitspunkt ist die Klärung der Heiß- und Kaltrissphänomenologie. Neben den Untersuchungen zur Risssicherheit werden auch neue Hochleistungsfügeverfahren, wie z.B. das Laserstrahl- und Hybridschweißen, qualifiziert, sowie neue Legierungskonzepte für Schweißzusatzwerkstoffe erarbeitet, um innovative Werkstoffe qualitativ hochwertig verbinden zu können. Zur Bewertung der Sicherheit und Zuverlässigkeit der gefügten Bauteile kommen neben Laborproben vor allem Bauteilversuche und Full-Scale Tests zum Einsatz. Hierzu werden bestehende Prüfverfahren adaptiert, sowie neue Methoden vorangetrieben. Die Arbeiten werden durch die Anwendung und Entwicklung entsprechender Simulationsmethoden unterstützt.

Arbeitsgebiete der Fachgruppe

• Bestimmung der Risssicherheit gefügter Bauteile während der Fertigung und des Betriebes; Klärung der Heiß- und Kaltrissphänomenologie
• Bestimmung des Einflusses des thermischen Fügens auf die Verbindungseigenschaften und die Bauteilsicherheit unter Berücksichtigung von Betriebs- und Korrosionsbeanspruchungen
• Beurteilung der komplexen Wechselwirkungen von Werkstoff, Schweißverfahren und Konstruktion
• Weiterentwicklung von Prüfverfahren
• Schweißeignungsuntersuchungen an Stählen und Nichteisenmetallen
• Qualifizierung moderner Hochleistungsfügeverfahren für das Schweißen dickwandiger Bauteile; Kurzzeitmetallurgie
• Untersuchungen zur Punktschweißeignung und zum Einfluss der Fügeparameter auf die Festigkeit widerstandsgeschweißter Bauteile, vor allem höchstfester Stahlgüten
• Berechnung schweißbedingter Temperaturfelder, Verzüge und Spannungen
• Entwicklung neuer Simulationsmethoden

Gerätetechnik und Untersuchungsmethoden

• 16 MN Großprüfanlage (GAPSI)
• Heiß- und Kaltrisstests (MVT, CTW, Tekken, etc.)
• Schmelz- und Widerstandsschweißeinrichtungen
• 20 kW Faserlaser
• 6 kW CO₂-Laser
• 4,4 kW Nd:YAG-Laser
• Highspeedkamera, Thermokamera
• Verzugsmesseinrichtungen (ARAMIS, Wegaufnehmer, DMS)
• Eigenspannungsermittlung (mobile Röntgendiffraktometrie, Bohrlochmethode)
• Wasserstoffbestimmung in Schweißverbindungen (Wasserstoffheißgasextraktion, Quecksilbermethode)
• Hard- und Software für die numerische Schweißsimulation

Kompetenzbereiche und Ansprechpartner

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