Moderne Industrieproduktion ist Sekundensache. Materialwirtschaft, Fertigung, Transport – alles ist bis ins Kleinste aufeinander abgestimmt. Eine Reparatur oder ein Umbau darf den Produktionsprozess so wenig wie möglich stören. Doch was ist, wenn die Stahl-Elemente beim Schweißen einer Belastung ausgesetzt sind? Mit dieser Frage beschäftigte sich u. a. ein Forschungsprojekt der TU Braunschweig. STAHLBAU IHNEN setzt für ein sicheres Schweißen unter solcher Betriebsbeanspruchung verschiedene Maßnahmen ein.
Schweißen unter Betriebsbeanspruchung gibt es zum Beispiel bei der Verstärkung eines Hallendaches, etwa wenn in der Automobilindustrie abgehängte Bühnen und Plattformen für neue Fertigungsanlagen montiert werden sollen. Während des Schweißens der Verstärkung können der Druck des Daches oder der Zug durch bereits angehängte Teile die Beanspruchbarkeit an der Schweißstelle verändern. Die Montage einer Stützkonstruktion wird häufig durch vorhandene Anlagen erschwert. Für eine sichere Ausführung stehen STAHLBAU IHNEN verschiedene Maßnahmen ohne aufwendige Umbauten zur Verfügung. Zum Beispiel ist in vielen Fällen eine Schraub- statt einer Schweißkonstruktion möglich. Falls nicht, kann eine Rahmenkonstruktion um die Schweißstelle herum den Druck vorübergehend aufnehmen. Innerhalb des Rahmens können nun die Teile ohne Druckbelastung spannungsfrei geschweißt und das Hilfsgerüst anschließend wieder entfernt werden.
Ungleich größer ist die Herausforderung bei sogenannter „dynamischer Belastung“, zum Beispiel bei befahrenen Brücken. Hier lastet kein gleichbleibender Druck auf der Konstruktion, sondern ein ständiger Wechsel zwischen wenig Belastung und plötzlichen „peaks“, etwa wenn ein Zug die Brücke überquert. Muss ein Brückenpfeiler verstärkt oder eine Schweißnaht erneuert werden, ist eine Entlastung unabdingbar. Brücken werden gesperrt, Rotorblätter von Windkraftanlagen fixiert oder Silos geleert, bis nur noch eine „statische Belastung“ herrscht. Nun können anhand der angestrebten Lebensdauer und der Anzahl der sogenannten „Lastwechsel“ die Konstruktion dimensioniert und die Schweißarbeiten ausgeführt werden.
Die notwendigen Entlastungen sind häufig sehr aufwendig, kostenintensiv und mit massiven Beeinträchtigungen verbunden. Mit dem „Schweißen unter Betriebsbeanspruchung“ beschäftigte sich deshalb ein eigenes Forschungsprojekt der Technischen Universität Braunschweig. Es sollte die Frage klären, inwieweit es sich auf die Güte der Schweißnaht auswirkt, wenn während des Schweißens eine zyklische Beanspruchung der Naht herrscht. Auch „ertüchtigende Maßnahmen“ im Anschluss an den Schweißvorgang nahmen die Forscher unter die Lupe. Durch erneutes Aufschmelzen einer geschädigten Naht, so ihre These, kann nahezu die Qualität einer vollständig in Ruhe geschweißten Naht erreicht werden.