Schweißverzug, Schweißeigenspannungen und Schalenstabilität

Imperfektionen haben Einfluss auf das Stabilitätsverhalten von Kreiszylinderschalen und entstehen unter anderem aus dem Fügeprozess. Dieser Aufsatz befasst sich mit numerischen Untersuchungen von Schweißverzug und Schweißeigenspannungen von Kreiszylinderschalen mit einlagig geschweißter Umfangsnaht und deren Einfluss auf das Stabilitätsverhalten unter Axiallast. Betrachtet werden Zylinder und Zylindersegmente aus den Stählen S235 und S355 mit Blechdicken von 1 mm bis 4 mm und Radien von 200 mm bis 1600 mm.

Am Beispiel eines Zylinders wird der Entstehungsvorgang des Schweißverzuges erläutert und der qualitative Verlauf der Radialverformung nach dem Schweißen gezeigt. Besonderheiten bei den entstehenden Eigenspannungen werden erläutert.

Der Einfluss des transienten Schweißprozesses einlagiger Umfangsnähte auf die Axialgrenzspannung der Kreiszylinderschale wird mit Hilfe einer Parameterstudie betrachtet. Aus dieser Parameterstudie werden Gesetzmäßigkeiten für den Schweißverzug bei unterschiedlichen Zylinderschlankheiten ermittelt.