Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBFWerkstoffe und Fachdisziplinen verschmelzen:
Das Schweißen ist eines der am häufigsten angewandten Fügeverfahren in nahezu allen Industriebereichen. Insbesondere bei mobilen Anwendungen wie dem Fahrzeug- oder Schiffbau, aber auch im Maschinen- und Anlagenbau werden Schweißverbindungen sehr häufig mit zyklischen Betriebslasten beansprucht. Für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb ist daher die Bewertung der Schwingfestigkeit unter Betriebslasten unerlässlich.
Der Fügeprozess Schweißen führt zu einer lokalen, nicht zu vernachlässigen Veränderung der Ausgangmaterial- bzw. Halbzeugeigenschaften. Zum einen führt das Erstarren des aufgeschmolzenen Werkstoffs zu metallurgischen und geometrischen Kerben, welche die Schwingfestigkeit der Schweißverbindung maßgeblich bestimmen. Zum andern liegen teils hohe Eigenspannungen durch den Schweißprozess und den Zusammenbau in der Fügeverbindung vor, die in einer Schwingfestigkeitsbewertung berücksichtigt werden müssen.
In Regelwerken für die Bemessung von Strukturen findet die Schwingfestigkeitsbewertung von Schweißverbindungen einheitlich nach Werkstoffgruppen (z.B. Stahl oder Aluminium) statt. Die Werkstofffestigkeit wird, im Gegensatz zu nicht-geschweißten Strukturen, nicht berücksichtigt, da davon ausgegangen wird, dass die geometrische Kerbe die Schwingfestigkeit dominiert. Insbesondere, wenn qualitativ hochwertige oder nachbehandelte Schweißnähte zu bewerten sind, nimmt der Einfluss der geometrischen Kerbe ab und die mikrostrukturellen Ausprägungen in versagenskritischen Bereichen werden maßgeblich. Dieses Leichtbaupotenzial von Schweißverbindungen höherfester Werkstoffe gilt es zu heben. Daher werden die bestehenden Bemessungskonzepte und Konzeptvarianten auf deren Einsatzbarkeit für die jeweiligen Randbedingungen überprüft und weiterentwickelt. Zudem wird an dem Transfer einzelnen Bemessungsmethoden auf weitere Anwendungsfälle wie Punktschweißverbindungen, Schweißverbindungen artungleicher Werkstoffe und Lötverbindungen bzw. der Erweiterung des experimentell abgesicherten Einsatzbereiches am Fraunhofer LBF mit dem Ziel gearbeitet, zutreffende und zuverlässige Bemessungsmethoden für die jeweilige Schweißverbindung zur Verfügung stellen zu können.