Schweißnähte mit tonnenschwerer Prüfkraft erforschen

Doch dafür sind spezielle Anlagen nötig, in die die Objekte eingespannt werden können. Je größer das Objekt, desto größer muss auch diese Anlage sein. Die BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung hat in Eigenregie eine Mittellastprüfanlage für Zug- und Druckkräfte bis zwei Meganewton (MN) entwickelt.

Zwei MN entsprechen in etwa einer Prüfkraft von 200 Tonnen. Damit stehen in der BAM nun drei Prüfanlagen für Kräfte bis 1600 Tonnen für die Schweißprüftechnik zur Verfügung.

Mit der neuen Anlage, die in ihrer Form weltweit einzigartig ist, kann man beispielsweise Baustähle während des Schweißens dreidimensional untersuchen. Das Schweißen eines Werkstoffes stellt eine starke Belastung dar. Wenn dabei nicht auf eine kontrollierte Wärmeführung geachtet wird, kann das Bauteil Schaden nehmen und der sichere Betrieb eventuell nicht mehr gewährleistet werden.

In einem aktuellen Projekt der BAM werden sogenannte warmfeste Baustähle für den Kraftwerks- und petrochemischen Reaktorbau untersucht. Warmfeste Stähle zeichnet aus, dass sie auch noch bei hohen Temperaturen eine hohe Festigkeit besitzen.
Mit der neuen Maschine, wie auch mit den zwei ähnlichen ebenfalls an der BAM entwickelten Schwestern mit 50 Tonnen beziehungsweise 1600 Tonnen Zug- und Druckkraft, können Spannungs-Dehnungs-Verteilungen in Schweißnähten unter Einspannbedingungen getestet werden. Einfach ausgedrückt: Wie muss geschweißt werden, damit es nicht zu Rissen kommt und die Risssicherheit erhöht wird?

Bei der neuen Mittellastprüfmaschine kann über sechs unabhängig arbeitende Hydraulikzylinder während des Schweißens der aktuelle Stand der Bauteilbewegung überprüft und gegebenenfalls in Richtung Wunschzustand verändert werden. Durch den um 180 Grad drehbaren Schwenkarm können alle Schweißpositionen realisiert werden.

Die Anlage kann sowohl als Prüfsystem, zum Beispiel zum Aufbringen von Kräften auf vorhandene Proben, als auch als Messsystem, zum Beispiel für das Messen der Probenreaktion während des Schweißens benutzt werden. „Wir wollen mit dieser Anlage die Wechselwirkungen zwischen Werkstoff, Konstruktion und Beanspruchungen während der Fertigung und des Betriebs auf die Komponentensicherheit weiter erforschen“, sagt der Projektleiter und BAM-Ingenieur Thomas Kannengießer.

Kontakt:
Dr.-Ing. Thomas Kannengießer
Abteilung 9 Komponentensicherheit
E-Mail: thomas.kannengiesser@bam.de
Pressemitteilung Nr. 8/2012