Welche Wirkung hat der Ultraschall-Stressabbau?

Welche Wirkung hat der Ultraschall-Stressabbau? 

Bei Verbindungen im Lichtbogenschweißverfahren sind Schweißnahtfehler unvermeidlich. Der Schweißnahtfehler verläuft parallel zur Schweißnaht und befindet sich zwischen der Schweißnaht und dem Grundmetall. Dieser Spannungskonzentrationsdefekt und die grobkörnige Zone der WEZ sowie die seitliche Restspannung stellen eine Hochrisikozone dar, in der die Verbindung seitlich reißt. Die US-Stahlkonstruktionsspezifikation AWSD1.1 wurde präzisiert: Hämmern und Walzen können zur Reduzierung der Restspannung eingesetzt werden, und ein Glättungsschweißnaht-, Bearbeitungs- oder WIG-Umschmelzverfahren kann zur Beseitigung von Schweißnahtfehlern eingesetzt werden, um die Risswahrscheinlichkeit der Schweißnahtnaht zu verringern. Das Projektteam nutzte das vom Patong Welding Research Institute der Ukraine vorgeschlagene Ultraschall-Schlagverfahren, um eine Ultraschall-Schockbehandlung an der Außenfläche der Schweißnaht durchzuführen. Einerseits kann es zu Spannungskonzentrationsdefekten im Schweißnahtübergang kommen, andererseits wird die Zugspannung der Oberfläche durch Schlagbiegen verursacht. Wird zu einer Druckspannung. Bei Verbindungen ohne innere Defekte entstehen unter der Bedingung einer Zugspannung zunächst Defekte der Oberfläche unter Restspannung, Arbeitsspannung, Spannungskonzentration und korrosiver Umgebung, was dazu führt, dass sich der Riss nach innen ausdehnt und zum Versagen führt. Durch den punktuellen Aufprall mit einer Frequenz von 30.000 Mal pro Sekunde kann der Ultraschallaufprall Oberflächendefekte „abtöten“ und dann aufgrund der Nachgiebigkeit der getroffenen Oberfläche eine Druckspannung erzeugen, wodurch die Fähigkeit zur Unterdrückung von Zugspannungsschäden wirksam verbessert wird. Die Wirkung von Ultraschallschock auf den Testzylinder aus A105-Stahl ist in Tabelle 1 dargestellt. Die Teststelle ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1 A105 Die Schweißeigenspannung des aus Stahl geschweißten Zylinderkörpers wird durch Ultraschalleinwirkung beseitigt [30]

	σmax1	σmax2	σmax3	σmin1	σmin2	σmin3
Nach dem Schweißen	310	219	267	54	-3	45
Nach Ultraschalleinwirkung	-27	-84	-98	-105	-124	-142
Spannungsänderungswert	337	304	365	159	120	187

Abbildung 2 Belastung der Messstelle nach dem Aufprall

Geschätzte Änderungskurve

Die Analyse zeigt, dass der Effekt der Spannungsentlastung >20 % durch Ultraschallschock innerhalb von 4 mm von der Oberfläche erreicht werden kann. Aus Sicht des Spannungsniveaus kann die durchschnittliche Dicke ebenfalls um etwa 3 % reduziert werden.