Sprechtag "Festigkeit, Konstruktion und Fertigung von Schiffen und meerestechnischen Bauwerken"

Hochleistungsfügeverfahren zum Schweißen dicker Bleche bei Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen – Bewährtes und Neuentwicklungen

Peter Schaumann, Mareike Collmann, Institut für Stahlbau, Leibniz Universität Hannover

In vielen Industriebereichen insbesondere auch in der Fertigung von Großkomponenten für Offshore-Windenergieanlagen steigt der Bedarf an leistungsfähiger und schneller Fügetechnik, um der erhöhten Nachfrage und der steigenden Bauteilgröße gerecht zu werden. Lange und mehrlagige Schweißnähte beim Fügen dicker Bleche führt die konventionelle Schweißtechnik dabei an die Grenzen einer effizienten und ökonomischen Durchführbarkeit. Sie wird damit zu einer Schlüsseltechnologie im Herstellungsprozess. In aktuellen Forschungsarbeiten des Instituts für Stahlbau wird in Kooperation mit der ausführenden Industrie, Schweißtechnikherstellern sowie weiteren Forschungsinstituten an der Entwicklung alternativer Fügeverfahren gearbeitet. Dies sind insbesondere das Laser-MSG-Hybridschweißen, das Elektronenstrahlschweißen an der Atmosphäre sowie alternative Hybridverfahren. Hiermit sollen bei hervorragenden Schweißnahteigenschaften insbesondere größere Einschweißtiefen bei reduziertem Nahtvolumen und eine Steigerung der Schweißgeschwindigkeit ermöglicht werden.In diesem Beitrag werden mit Bezug auf die Schweißaufgabe und den dortigen Randbedingungen die bisher eingesetzten konventionellen Verfahren, wie z.B. das Unterpulverschweißen in der Turmfertigung, kurz erläutert. Basierend darauf wird der bisherige Stand der Forschungsarbeiten vorgestellt. Auf Herausforderungen beim Fügen dicker Bleche mit Hochleistungsfügeverfahren und Untersuchungen zur Wirksamkeit von Maßnahmen, um Schweißdefekte wie Poren- und Risse zu reduzieren, wird eingegangen. Dies stellt wesentliche Parameter für eine Beurteilung der Schweißnähte hinsichtlich Tragfähigkeit und Ermüdungsfestigkeit dar.