Beschreibung von Eigenspannungseffekten bei Reibrührschweißnähten mit Hilfe der Cut-Compliance-Methode

Kurzfassung

In dieser Arbeit wurden longitudinale und transversale Eigenspannungen in reibrührgeschweißten CT-Proben mit Hilfe der Cut-Compliance-Methode bestimmt. Dabei wurde besonders der Einfluss der Schweißparameter untersucht. Bei zunehmender Vorschubgeschwindigkeit nimmt die Breite der Zone mit longitudinalen Zugeigenspannungen ab, die Beträge in dieser Zone werden aber etwas größer. Transversale Eigenspannungen zeigten keine signifikanten Unterschiede für Messpositionen in Nahtmitte und 5 mm weiter außen. Der Vergleich transversaler Eigenspannungen in den Werkstoffen AA2024-T3 und AA6065-T78 ergab, dass die transversalen Eigenspannungen in AA2024-T3 entsprechend der etwas höheren Festigkeit geringfügig größer sind. Die longitudinalen Eigenspannungen wurden auch in Verbindungen aus zwei verschiedenen Werkstoffen, AA2024-T3 und einem AMC-Werkstoff (mit 25 Vol.-% Siliziumcarbidpartikeln verstärkte Aluminium-Matrix), mit der Cut-Compliance-Methode untersucht. Die überraschend kleinen Eigenspannungen auf der AMC-Seite sind wahrscheinlich weniger von den unterschiedlichen E-Modulen der beiden Werkstoffe als von der unterschiedlichen Wärmedehnung der SiC-Partikel und der Al-Matrix abhängig. Abschließend wurden CT-Proben mit T-Stößen untersucht. Weil die Cut-Compliance-Methode aufgrund einer fehlenden Einflussfunktion für die Geometrie bei diesen versteiften CT-Proben nicht mehr exakt ist, wurde zusätzlich auf die Schnittmethode zurückgegriffen. Dabei erhält man durch Dehnungsmessungen an der Probenoberfläche entlang der Schnittkante einen Eindruck von der Eigenspannungsverteilung. Der Vergleich mit der Cut-Compliance-Methode ergab eine sehr gute Übereinstimmung.