Kerbgrundkonzepte für die schwingfeste Auslegung von Aluminiumschweißverbindungen am Beispiel der naturharten Legierung AlMg4,5Mn (AW-5083) und der warmausgehärteten Legierung AlMgSi1 T6 (AW-6082 T6)

Die hier vorgestellte Untersuchung basiert auf Schwingfestigkeitsergebnissen mit verschiedenen MIG-Aluminiumschweißverbindungen der Legierungen AlMg4,5Mn (AW-5083) und AlMgSi1 T6 (AW-6082 T6) unter wechselnder und schwellender Beanspruchung. Die Auswertung der Ergebnisse zeigt, dass das örtliche Kerbspannungskonzept mit einem fiktiven Ersatzradius von rf = 1,0 mm auf Aluminiumschweißverbindungen mit Dicken von t = 5 bis 25 mm angewendet werden kann, wobei es unabhängig von der Legierung und der Schweißnahtgeometrie (Stumpfstoß mit und ohne Wurzelspalt, Quersteife) ist. Es werden Master-Wöhlerlinien für verschiedene Spannungsverhältnisse, R = -1, 0, 0,5, vorgeschlagen, die eine Berücksichtigung sowohl von Eigenspannungen als auch belastungsinduzierten Mittelspannungen zulassen. Darüber wird aus den Ergebnissen der Vorschlag von Ds = 70 MPa als FAT-Klasse für das IIW-Regelwerk abgeleitet.

The investigations were carried out with different types of MIG-welded joints of the aluminium alloys AlMg4.5Mn (AW-5083) and AlMgSi1 T6 (AW-6082 T6) under fully reversed and pulsating axial loading. The evaluation of the results showed that the local stress concept using the fictitious notch radius of rf = 1.0 mm can be applied to aluminium welded joints from plates with thicknesses t = 5 to 25 mm independently from the alloy and weld geometries (fully or partially penetrated butt welds, transversal stiffener). Master design curves are proposed for different stress ratios, i.e. R = -1, 0 and 0.5, which allow the consideration of residual stresses as well as load induced mean stresses. The results permit also the suggestion of Ds = 70 MPa as FAT-value for the IIW-Fatigue Design Recommendations.