Zum Einfluss von Schweißnahtimperfektionen auf die Ermüdungsfestigkeit von Stahlbauteilen

Von:

Helen Bartsch

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In jeder Schweißnaht treten fertigungsbedingte Schweißnahtimperfektionen auf, die in ermüdungsbeanspruchten Stahlkonstruktionen eine größere Rolle spielen als in vorwiegend ruhend beanspruchten Stahlbauten. Denn die Imperfektionen haben in der Regel einen Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit der Schweißverbindung. Die Ermüdungsfestigkeitswerte geschweißter Stahlbaudetails in Form von Kerbfällen sind jedoch nur unzureichend mit dem Qualitätsniveau der Schweißverbindungen verknüpft. Obwohl der Hintergrund der Kerbfallklassifizierung in der Bemessungsnorm für ausreichende Sicherheit gegen Ermüdungsversagen, DIN EN 1993-1-9, kaum Auskunft über Größe und Umfang zu berücksichtigender Schweißnahtimperfektionen gibt, schränkt die Ausführungsnorm für Stahltragwerke, DIN EN 1090-2, die Größen tolerierbarer Schweißnahtimperfektionen für ermüdungsbeanspruchte Konstruktionen i. d. R. gemäß Bewertungsgruppe B der Qualitätsnorm DIN EN ISO 5817 ein. Dabei wird vereinfacht davon ausgegangen, dass diese Größeneinschränkung der Schweißnahtimperfektionen mit den Effekten der Kerbfälle der DIN EN 1993-1-9 harmonisiert. Die Grenzwerte der Bewertungsgruppen sind allerdings ohne wissenschaftlichen Hintergrund festgelegt worden, sodass die tatsächlichen Grenzwerte unbekannt sind, und es zeigt sich, dass der quantitative Einfluss von Schweißnahtimperfektionen auf die Ermüdungsfestigkeit von Stahlbaudetails bislang unzureichend erforscht ist. Dies ist der Grund für die vorliegende Dissertation, eine Methodik zu entwickeln, mit der Kerbfälle in Abhängigkeit von der Größe der Schweißnahtimperfektionen bestimmt werden können.