Wirksamkeit des Verfahrens

 

Wirkungsweise des hochfrequenten Hämmerverfahrens

Hämmern ist deshalb so effektiv, weil es sowohl geometrische (Ausrundung), werkstoffliche (Verfestigung) und beanspruchungstechnische (Druckeigenspannungen) Aspekte kombiniert.
Die Spitze des HiFIT-Pins ist kugelförmig mit definiertem Radius. Der definierte Impuls führt zu einer Umformung und Ausrundung des Schweißnahtübergangs. Die plastische Verformung der Oberfläche verursacht eine Druckeigenspannung der Randschicht, die in einer Tiefe von bis zu 2 mm nachgewiesen werden kann. Überlagerungen der einwirkenden Belastung mit der Druckeigenspannung verlagern diese in unkritischere Bereiche. Mikrorisse werden gestoppt, bzw. an ihrer Entstehung gehindert.
Als Ergebnis wird eine gleichmäßige durchgehende Hämmerspur am Schweißnahtübergang sichtbar.

Nachweisverfahren

Derzeit stehen drei verschiedene Nachweisverfahren zur Verfügung:

  • Nennspannungskonzept
  • Strukturspannungskonzept
  • Kerbspannungskonzept


Ausführliche Beschreibungen in:

  • FKM-Richtlinie (Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM) e.V.)
  • IIW-Empfehlungen (International Institute of Welding)
  • Eurocode

 

Das Forschungsprojekt REFRESH

Als Verbundprojekt mit mehreren namhaften Partnern aus der Industrie und Wissenschaft wurde das Forschungsprojekt REFRESH am 1.1.2006 gestartet. Ziel des Projektes war die Entwicklung eines ganzheitlichen Verfahrens zur Lebensdauerverlängerung neuer und bestehender geschweißter Stahlkonstruktionen.
Dabei wurden verschiedene Aspekte betrachtet wie

Optimierung des Verfahrens

Qualitätssicherung

Weiterentwicklung der Berechnungsmethoden

Experimentelle Ergebnisse zur Betriebsfestigkeit

Über 1000 Untersuchungen an Stumpfnähten (Abb. 1), Quersteifen und Längsrippen (Abb. 2) belegen eindrucksvoll die Wirksamkeit der höherfrequenten Hämmerverfahren.
Die Wöhlerlinien in Abb. 3 zeigen die Ergebnisse aus den dynamischen Untersuchungen an einer Stumpfnaht S690Q. Dabei wurde gezeigt, dass die Ermüdungsfestigkeit fast verdoppelt wurde. Die Kerbfallklasse für diesen Anwendungsfall ergab 111 für die unbehandelten und 201 für die behandelten Proben.
Auch an Längssteifen S690Q wurden beeindruckende Ergebnisse erzielt (Abb 4).
Im Vergleich zu unbehandelten Schweißverbindungen konnte der Verlauf der Wöhlerlinien von der Steigung M=3 auf M=4 verbessert werden. Das bedeutet eine Erhöhung der Lebensdauer auf ein Vielfaches.