Anwendungspotential von Laserstrahl- und Laserhybridschweißnähten für Stumpfstoßverbindungen ultrahochfester Feinkornbaustähle

Im Kranbau und verwandten Industriebereichen werden hoch-, höchst- und ultrahochfeste Feinkornbaustähle eingesetzt und in Konstruktionsdetails als Blechbauteile häufig durch manuelles oder teilautomatisiertes MAG-Schweißen gefügt. Die Festigkeit der Schweißverbindung erreicht dabei nicht die Grundwerkstofffestigkeit von ultrahochfesten Feinkornbaustählen (Streckgrenzen e 1100 MPa), da ein niederfester Schweißzusatz (sog. undermatching) eingesetzt werden muss. Des Weiteren wirken sich insbesondere die schweißprozessbedingt entstehenden metallurgischen sowie geometrischen Kerben negativ auf die Schwingfestigkeit aus. Deshalb werden gegenwärtig in höchstbeanspruchten Bereichen, wie beispielsweise in zugbeanspruchten Zonen eines Teleskopauslegers, konstruktiv aus Sicherheits- und Festigkeitsgründen keine Schweißnähte platziert. Mit Hilfe der hier untersuchten Laserschweißprozesse, d. h. Laserhybrid- und Laserstrahlschweißen, ist die Möglichkeit gegeben, die Festigkeit solcher Schweißverbindungen reproduzierbar zu steigern. Dies wird an stumpfgestoßenen Blechen aus S1100QL und S1300QL mit einer Dicke von 8 mm ohne und mit Blechdickensprung auf 6 mm Blechdicke überprüft. In Verfahrensprüfungen zeigen sich als Vorzüge u. a. ein geringer Schweißverzug, insbesondere für das Laserstrahlschweißen, eine geometrisch optimierte Nahtausprägung und eine geringere Anzahl von Unregelmäßigkeiten, wenn eine dem Prozess entsprechende Nahtvorbereitung erfolgt. Das Festigkeitspotential dieser Verbindungen wird sowohl unter statischer Beanspruchung als auch anhand erster Schwingfestigkeitsergebnisse gezeigt. Diese erstrecken sich entsprechend der Beanspruchungssituation im Kranbau bis in den Kurzzeitfestigkeitsbereich