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Kalt- und Heißrissbildung in geschweißten Verbindungen und deren Vermeidung

Grundlagen - Prüftechniken - Vermeidung

Kalt- und Heißrissbildung in geschweißten Verbindungen und deren Vermeidung
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Warum tritt überhaupt eine Heißrissbildung beim Schweißen auf und welche Gegenmaßnahmen können... mehr

Kalt- und Heißrissbildung in geschweißten Verbindungen und deren Vermeidung

  • Warum tritt überhaupt eine Heißrissbildung beim Schweißen auf und welche Gegenmaßnahmen können ergriffen werden?
  • Welche prinzipiellen Einflussgrößen können eine Kaltrissbildung in Schweißverbindungen bewirken?
  • Wie kann eine wasserstoffunterstützte Kaltrissbildung in Schweißverbindungen vermieden werden?
  • Welche besonderen Maßnahmen bei der schweißtechnischen Verarbeitung moderner hochfester Stähle können ergriffen werden?
  • Welche Prüftechniken der Kalt- und Heißrisssicherheit gibt es auf dem Markt?

 

Zum Thema

Technisch zuverlässige und wirtschaftliche Bauteile lassen sich häufig nur als Schweißkonstruktion herstellen. Die wirtschaftliche-technische Gesamtentwicklung stellt an die moderne schweißtechnische Fertigung von Bauteilen eine Reihe neuer Herausforderungen. So besteht konstruktionsseitig in zahlreichen Branchen der metallverarbeitenden Industrie zur Gewichts- und Kostenersparnis (z.B. Leichtbau) ein zunehmendes Interesse am Einsatz moderner Stähle. Werkstoffseitig betrifft dies insbesondere die risssichere Verarbeitung neuer hochfester oder hochlegierter Grund- und Zusatzwerkstoffe. Für die Sicherheit von Bauteilen können bereits während der schweißtechnischen Verarbeitung von Stählen umfangreiche Maßnahmen gegen Rissbildung getroffen werden, die bereits während der schweißtechnischen Fertigung (Heißriss) als auch zeitlich verzögert vorkommen kann (Kaltriss).

 

Zielsetzung

Das Seminar wird Sie über die möglichen Rissphänomene und –ursachen informieren. Dies betrifft die Einzeleinflussgrößen der Kaltrissbildung bei der schweißtechnischen Verarbeitung höherfester Stähle sowie die Heißrissbildung dieser. Die Prüfmethoden zur Ermittlung und Bewertung der Kalt- und Heißrissbildung werden erläutert. Die Kenntnisse können Sie für die Ableitung von Maßnahmen der Rissvermeidung effektiv nutzen. 

 

Teilnehmerkreis

Das Seminar wendet sich an Ingenieure und Techniker der stahlverarbeitenden Industrie, sowie insbesondere an das Schweißfachpersonal und an Prüfingenieure des Anlagenbaus (Chemie- und Aparatebau), Kranbau, Behälterbau, Brückenbau. 

 

Programm

Seminar Tag 1, 10:00 bis 17:00 Uhr

  • Heißrisse
    • Mechanismen, Erscheinungsbilder
      • Arten der Rissbildung, Auftreten von Rissen abhängig von Temperatur und Zeitpunkt
      • Werkstoffbedingte Ursachen, Verfahrensbedingte Ursachen, Konstruktionsbedingte Ursachen (Design) ein Überblick anhand von Beispielen
      • Mechanismus der Heißrissbildung, Heißrisstheorien und praktische Anwendbarkeit
      • Entstehung von Erstarrungsrissen und Wiederaufschmelzrissen
      • Entstehung von Rissen durch Verformbarkeitsabfall (DDC)
      • Einfluss der chemischen Zusammensetzung auf die Heißrissneigung, Legierungs- und Begleitelemente


    • Einteilung und Ursachen
      • Schweißeignung höherlegierter CrNi-Stähle –Beispiele aus der Praxis
      • Schweißeignung von Al-Legierungen – Neue Aspekte der Kornfeinung
      • Ansätze zur Verbesserung der Kornstruktur und Erstarrungsformation – Die richtige Wärmeführung beim Schweißen um Heißrisse zu vermeiden!
      • Thermomechanik in Schweißnahtumgebung – Konstruktion und Heißriss
      • Einfluss der Heftkonstellation auf die Heißrissentstehung, Schweißbedingungen
      • Konstruktiv bedingte Einflüsse: Beispiele zur Bestimmung risskritischer Kennwerte


    • Prüfmethoden I
      • heißrisspräventive Maßnahmen während der schweißtechnischen Verarbeitung
      • Einteilung der Heißrissprüfverfahren
      • Standardisierung von Heißrisstests - DIN EN ISO 17641
      • Bewertungskriterien von Heißrisstests – Welcher Test ist zu bevorzugen?
      • Selbstbeanspruchende Heißrisstests
      • Schweißproben mit nachträglicher Zug- oder Biegeprüfung
      • Heißrissprüfung mit Schlitzproben – ein Schnelltest!


    • Prüfmethoden II
      • Fremdbeanspruchte Heißrisstests
      • Anforderungen an Heißrisstests
      • Beanspruchungsbedingungen und Schweißprozessparameter
      • Variation der Prüfparameter und experimentelle Analyse
      • Übertragbarkeit für Werkstoffklassifizierung
      • Bauteilübertragbarkeit und Bewertung
      • Aktuelle Beispiele


Seminar Tag 2, 09:00 bis 16:00 Uhr

  • Kaltrisse
    • Einflussgrößen, Ursachen
      • Herausforderungen bei der schweißtechnischen Verarbeitung höherfester Stähle
      • Was ist eigentlich ein Kaltriss?
      • Welche Hauptfaktoren beeinflussen die Kaltrissbildung beim Schweißen?
      • Einfluss der Wärmeführung auf Kaltrisssicherheit in geschweißten Konstruktionen
      • Berücksichtigung der Bauteilsteifigkeit – Schweißen unter Einspannung
      • Welche Spannungen treten beim Schweißen auf und warum können sie kaltrisskritisch sein?
    • Vermeidung
      • Maßnahmen zur Kaltrissvermeidung bei der Verarbeitung höherfester Feinkornbaustähle, Vorwärmkonzepte und deren Anwendbarkeit
      • Abschätzung der Vorwärmtemperatur (Bauteildicke, Nahtform, Wasserstoffmenge etc.)
      • Vorgewärmt und doch ein Kaltriss - Welche Bedeutung hat die Wärmeführung beim Schweißen?
      • Welche Rolle spielt der Wasserstoff beim Schweißen?
      • Eigenschaftsdegradationen durch Wasserstoff in Schweißverbindungen
      • Bestimmung der Wasserstoffgehaltes im Lichtbogenschweißgut (ISO 3690:2012)
    • Prüfmethoden
      • Ziele der Kaltrissprüfung
      • Quantifizierung der Kaltissresistenz von Werkstoffen
      • Kaltrissprüfung zunehmend komplexer Schweißkonstruktionen (Berücksichtigung von Designaspekten)
      • Kriterien der Kaltrissprüfung
      • Standardisierung von Kaltrisstests - DIN EN ISO 17642
      • Selbstbeanspruchende Kaltrisstests
      • Fremdbeanspruchende Kaltrisstests
      • Kaltrissprüfung und Bauteilübertragbarkeit


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Referenten

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Kannengießer

BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Kannengiesser, Jahrgang 1971, studierte Maschinenbau mit der Fachrichtung Werkstofftechnik und-prüfung an der Universität Magdeburg. Von 1997 bis 1999 war er Doktorand an der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung in Berlin und promovierte 2000 an der Universität Magdeburg.
Er ist seit 2000 an der BAM tätig und leitet dort den Fachbereich „Integrität von Schweißverbindungen“. Außerdem ist er Professor für das Fach „Konstruktion und Berechnung von Fügeverbindungen“ an der Universität Magdeburg. Prof. Kannengießer betreut dort Promotionsarbeiten und Forschungsvorhaben für die Risssicherheit geschweißter Komponenten. Zu seinen Fachgebieten gehören insbesondere die Analyse von schweißbedingten Beanspruchungen, schweißmetallurgische Fragestellungen und die Bewertung des Kalt- und Heißrissverhaltens geschweißter Verbindungen. Im Jahr 2011 habilitierte sich Herr Kannengiesser auf dem Gebiet der Schweißtechnik. Er publizierte etwa 150 Artikel und ist Coautor von 4 Fachbüchern.

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