Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Beanspruchungsgerechte schweißtechnische Instandsetzung von Konstruktionen aus Altstahl mit modernen MSG-Prozessen und hochfesten Feinkornbaustählen

 

In Deutschland existieren >6000 Stahlbrücken und Stahlskelettbauten des Hochbaus aus Altstahl, die älter als 80 Jahre sind und in den nächsten Jahren instandzusetzen sind. Für werterhaltende und -steigernde Maßnahmen an bestehenden Altstahl-Konstruktionen findet das Schweißen als besonders wirtschaftliches Fügeverfahren bislang jedoch kaum Anwendung. Nieten- und Schraubenverbindungen sind dagegen oft äußerst unwirtschaftlich. Für die Instandsetzung ist vielfach bestehendes und beschädigtes durch neues Material zu ersetzen und mit Altstahl, meist Flussstahl, zu schweißen. Eine nachhaltige, ressourceneffiziente Reparatur gelingt durch Einsatz moderner Feinkornbaustähle sowie hochfester Güten aufgrund Tragfähigkeits- und Gewichtsanforderungen. Ferner sind moderne geregelte MSG-Prozesse anzuwenden, um eine gezielte, adaptierte Einbringung an Wärme in die Schweißnaht anzustreben und das breite Portfolio zugelassener Schweißzusätze auszunutzen. Durch schmalere Nahtgeometrien und fokussierte Lichtbogenverfahren werden Wärmeeintrag und Aufmischungen in der WEZ verringert und Schrumpfungsvorgänge reduziert. Damit sind hohe Zugeigenspannungen und degradierte Gefüge zu vermeiden, die bei Altstählen hohe Rissrisiken während Fertigung und Betrieb sowie deutlich verringerte Tragfähigkeiten bedingen. Mithilfe der vorhandenen Altstahl-Datenbasis, realitätsnahen Schweißversuchen und Analysen werden Erkenntnisse erhalten, wie sich schweißbedingte Beanspruchungen und Degradationen, insbesondere durch Aufmischung in der WEZ, reduzieren lassen, um beanspruchungsgerechte Alt-Neustahl-Mischverbindungen und so innovative schweißtechnische Konzepte zu erhalten. Dies soll neben der Erschließung neuer deutlicher Absatzmärkte für stahlherstellende und -verarbeitende Unternehmen, insbesondere KMU, eine nachhaltige und ressourcenschonende Erhaltung bestehender Infrastruktur in Deutschland ermöglichen und mit dem erarbeiteten Knowhow (z.B. Richtlinien) auch international Absatzmärkte generieren.