Schweißeigenspannungen - Grundlagen, Bedeutung und Auswirkung in geschweißten Bauwerken

Bei der Abkühlung von Schweißverbindungen aus Stählen entstehen aufgrund der behinderten Schrumpfung der hocherhitzten Bereiche sowie aufgrund der behinderten Volumenausdehnung bei der Austenit-Umwandlung Spannungen und deshalb bleiben nach vollständiger Abkühlung Schweißeigenspannungen zurück. Zusätzlich ist in geschweißten Bauteilen mit Montagespannungen zu rechnen. Im Sinne einer Einführung wird mit Hilfe leicht zu überschauender graphischer Darstellungen das Entstehen der schrumpfungsbedingten und der umwandlungsbedingten Eigenspannungen und ihr Zusammenwirken anschaulich erläutert. Es wird weiter beschrieben, unter welchen Bedingungen die als typisch bekannten Verteilungen der Längs- und der Quereigenspannungen entstehen und unter welchen Bedingungen man mit Zugeigenspannungsbeträgen in Höhe der Streckgrenze oder auch mit Druckeigenspannungen im Nahtbereich zu rechnen hat. Hierzu wird auf Schweißeigenspannungsverteilungen in Blechen der Baustähle St 52-3 und StE 960 zurückgegriffe n, die bei Variation der Streckenenergie und der Vorwärmtemperatur röntgenographisch und mit magnetischen Meßmethoden ermittelt wurden. Die Ergebnisse zeigen, daß für Vorzeichen und Beträge der Eigenspannung im Nahtbereich die Wärmeeinbringung beim Schweißen entscheidende Bedeutung hat. Die Überlagerung der schrumpfungs- und umwandlungsbedingten Spannungen mit Montagespannungen wird anhand neuer Versuchsergebnisse diskutiert. (IZFP)