Einfluss der Strahlqualität auf die Schwingfestigkeit laserstrahlgeschweißter Verbindungen

Das Laserstrahlschweißen hat als modernes Fügeverfahren in der industriellen Praxis ein breites Anwendungsfeld gefunden. Laserstrahlschweißverfahren zeichnen sich gegenüber konventionellen thermischen Fügeverfahren im Stahlbau (z.B. MSG-Schweißen) hauptsächlich durch die örtlich eng begrenzte Energieeinbringung sowie durch sehr hohe Leistungsdichten aus. Durch den Einsatz insbesondere moderner Laserstrahlquellen mit höchster Strahlqualität, wie Scheiben- oder Faserlaser, können solche Schweißverbindungen mit immer kleineren Fokusdurchmessern, größeren Schweißgeschwindigkeiten und -tiefen realisiert werden. Allerdings resultieren daraus auch verringerte Nahtbreiten, kleinere Kerbradien sowie reduzierte Abkühlzeiten und erhöhte Nahtaufhärtung (bei härtbaren Stahlgüten). Die Schweißnahtqualität (Nahtgeometrie, Kerbradius) und die lokalen Eigenschaften in der wärmebeeinflussten Fügezone bestimmen allerdings maßgeblich die Schwingfestigkeit der Verbindung, wobei der Einfluss mit sinkender Nahtbreite zunimmt. Die aktuellen Regelwerke und Richtlinien zur schwingfesten Auslegung schmelzgeschweißter Verbindungen enthalten keine gesonderten Ermüdungsfestigkeitswerte für strahlgeschweißte Verbindungen. Es ist daher zwingend erforderlich, die Ermüdungsfestigkeit von Laserstrahlschweißverbindungen unter Berücksichtigung wesentlicher schwingfestigkeitsrelevanter Qualitätsmerkmale (insbesondere Kantenversatz und Winkelverzug) grundlegend zu untersuchen.