Simulation of microstructure, hydrogen distribution and formation of stresses and strain for the assessment of cold-cracking resistance in Tekken-, CTS- and implant tests

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In der schweißtechnischen Praxis wird mit Hilfe verschiedener Tests festgestellt, welche Maßnahmen, wie Vor- und Nachwärmen oder Einsatz austenitischer Zusatzwerkstoffe zur Vermeidung von Kaltrissen hinreichend wirksam sind. Auf Grund der spezifischen Besonderheiten jedes Tests ergeben sich in den ermittelten Mindestvorwärmtemperaturen trotz gleicher Schweißbedingungen deutliche Unterschiede. Diese lassen sich z.B. als eine Folge der unterschiedlichen Geometrien und Abmessungen der Kaltrißproben erklären. Gleiche Schweißbedingungen verursachen geometriebedingt unterschiedliche Gefüge-, Spannungs- und Dehnungszustände und Wasserstoffkonzentrationen an den gefährdeten Stellen. Auf der Grundlage der Finite-Elemente-Modelle sollen deshalb für mehrere Schweißvarianten die in den Kaltrißtests CTS, Tekken und Implant auftretenden Verteilungen der Gefügebestandteile, Spannungen bzw. Dehnungen sowie der Wasserstoffkonzentration berechnet und miteinander verglichen werden. Der Vergleich der Berechnungen mit den bei der BAM ermittelten Ergebnissen liefert gesicherte Aussagen über die Bedingungen für eine gleichartige Bewertung der Kaltrißempfindlichkeit mit den einzelnen Tests. Damit wird die Beurteilung der Kaltrißsicherheit von beliebigen realen Schweißkonstruktionen möglich.