Laserstrahlgeschweißte T-Stoß-Verbindungen in Stahlhohlplatten

Die Entwicklungen innerhalb der Laserschweißtechnik ermöglichen seit Ende der 1990er Jahre die wirtschaftliche Herstellung von Stahlhohlplatten. Sie können beispielsweise im Stahlbrückenbau und im Schiffbau als Fahrbahnen oder Decks genutzt werden. Deckbleche von 10 mm und mehr können von außen bei einer Nahtanbindung von 2 bis 3 mm an die innen liegenden Stege angebunden werden. Bislang beschränkte sich die Dicke der Deckbleche, die bei diesem Verfahren in ausreichender Qualität durchdrungen werden können, auf etwa 4 mm, so dass Hohlplatten nur in Sekundärtragwerken im Schiffbau oder ähnlichen ausschließlich statisch belasteten Tragwerken eingesetzt wurden. Um einen Einsatz in höher beanspruchten, ermüdungsgefährdeten Tragwerken möglich zu machen, wurden im Rahmen des FOSTA-Projektes P869 "Laserstrahlgeschweißte T-Stoßverbindungen" (IGF 16935 BG) Schweißparameter erarbeitet, mit denen Deckbleche mit Dicken von bis zu 10 mm prozesssicher angeschlossen werden können. An definierten Schweißproben wurden unter anderem Ermüdungsversuche an Laserstichnähten unter Axial-, Schub- und multiaxialer Belastung (einphasige Schub- und Axialspannung) durchgeführt und mit dem Nennspannungs- und dem lokalen Kerbspannungskonzept bewertet. Neben der Untersuchung eventueller Schwingfestigkeitseinflüsse durch Spalte zwischen Deck- und Stegblech oder höherfeste Werkstoffe wurde die Anwendbarkeit von Interaktionskurven, wie sie im Eurocode 3 und vom Internationalen Schweißverband (IIW) zur Bewertung von multiaxialen Belastungen gegeben sind, für die Stichnähte überprüft. Auf diese Weise soll eine Grundlage zur sicheren Auslegung der Lasernähte gelegt werden. Gleichzeitig wurde eine Technologie zur traktorgestützten Fertigung dieser Platten unter Anwendung des Laserstrahl- bzw. Laserstrahl-MSG-Hybridverfahrens entwickelt.