Ermüdungsverhalten HFH-nachbehandelter Kerbdetails des Mobilkranbaus

Im Mobilkranbau werden ultrahochfeste Feinkornbaustähle mit Streckgrenzen von bis zu 1100 bzw. 1300 N/mm² eingesetzt. Kritisch ist das Ermüdungsverhalten der geschweißten Kerbdetails, die hauptsächlich im oberen Zeitfestigkeitsbereich beansprucht werden. Eine Möglichkeit, die Lebensdauer zu erhöhen, stellt der Einsatz von Schweißnahtnachbehandlungsmethoden wie beispielsweise das höherfrequente Hämmern (HFH) dar. Bestehende Bemessungsvorschläge zur Erfassung von HFH berücksichtigen lediglich Stahlsorten bis maximal S960 und Blechdicken größer gleich 5 mm. Der Einfluss einer HFH-Behandlung auf das Ermüdungsverhalten geschweißter, ultrahochfester Stähle mit Streckgrenzen von 960 N/mm² und höher im oberen Zeit- bzw. im Kurzzeitfestigkeitsbereich ist bisher nicht hinreichend abgedeckt. An vier kranbautypischen Kerbdetails aus S960, S1100 und S1300 wurden Ermüdungsversuche zur Erfassung des Einflusses von HFH durchgeführt. Im Vergleich zum unbehandelten Nahtzustand konnten infolge einer HFH-Behandlung signifikant höhere Ermüdungsfestigkeiten sowie Lebensdauersteigerungen ab einer Lastwechselzahl von etwa 10 000 festgestellt werden. In Übereinstimmung mit existierenden Untersuchungen flacht die Wöhlerlinie infolge einer HFH-Behandlung auf etwa m ~ 5 ab, wenn die Ermüdungsrisse von den behandelten Nahtübergangskerben ausgehen. Die Einordnung der Versuchsergebnisse für den HFH-behandelten Nahtzustand in vorhandene Bemessungsansätze zeigt, dass die Kerbfallklassen aller Bemessungsansätze konservativ sind.