Matthias Kaffenberger

Modern welded structures often contain weld start and end points which are the failure critical location. In particular, for special investigations into thin sheet structures, no approach for the determination of the fatigue life has been established thus far. In this research, the primary aim was to obtain the real geometry of weld ends with high precision using a three dimensional scanner to find a general approach using the notch stress concept. Going one step further, analyses have been performed regarding to unify the notch stress concept. The existing results of Olivier – who examined long welds with no start and end points – were re‐evaluated to unify the results of long regular welds with the local weld end under one scatter band.

Moderne Schweißnahtstrukturen werden häufig mit Nahtanfangs‐ und Endpunkten ausgeführt. Diese erwiesen sich als versagenskritischer Punkt. Speziell für Feinbleche (t < 5 mm) liegen hierzu keine Nachweiskonzepte vor. Daher wurde in einem Forschungsvorhaben ein allgemeingültiges Nachweisverfahren mit dem Kerbspannungskonzept für Schweißnahtenden an dünnen Blechen erarbeitet. Grundlage war das Erfassen der realen Nahtendgeometrie repräsentativer Probekörper mittels eines hochauflösenden 3D Scanners. Hieraus konnte ein idealisiertes Nahtendmodell mit dem konzeptgebundenen Kerbradius r = 0,2 mm abstrahiert werden, welches nahezu die gleichen Kerbspannungen liefert wie die reale Geometrie. Die untersuchten Lastfälle waren Querzug, Längszug und Biegung. Als Versagen trat ein Riss an der Fußkerbe auf. Mit der aus den Schwingversuchen bestimmten Kerbspannungswöhlerlinie kann somit erstmals die Lebensdauer für Schweißnahtenden bestimmt werden. Darüber hinaus wurden Umrechnungsregeln erarbeitet, die auch eine Modellierung mit einem von r = 0,2 mm abweichendem Radius zulassen. Aus dieser Überlegung heraus wurden weiterführende Untersuchungen in Hinblick auf die Verallgemeinerung des Kerbspannungskonzeptes angestellt. So wurden die Versuchsergebnisse von Olivier, der Schweißnähte ohne Nahtenden nach dem Kerbspannungskonzept untersuchte, neu ausgewertet, um die Widerstände langer Schweißnähte und die des lokal ausgeprägten Nahtendes unter einer Wöhlerlinie zu vereinen. Unter Berücksichtigung der realen Kerbgeometrie ist dies auch gelungen. Wie aber auch hier ein allgemeingültiges Verfahren mit idealisierten Nähten aussehen kann, wird derzeit noch untersucht.