Projekt Innovatives Instandsetzungsschweißen von Altstahl

23.08.2024

• Gegenstand
• Ziel
• Methodik
• Partner + Förderer

In Deutschland existieren mehr als 6000 Stahlbrücken und weitere Bauwerke, die älter als 80 Jahre sind. Das sichere, beanspruchungsgerechte Instandsetzungsschweißen dieser Konstruktionen erfordert hohe Standards. Grundlage für eine wirtschaftliche Instandsetzung sind innovative schweißtechnische Konzepte und der Einsatz moderner Feinkornbaustähle. So kann eine nachhaltige und ressourceneffiziente Sanierung von alten Bauwerken gewährleistet werden.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bereitstellung geeigneter Parameter zur beanspruchungsgerechten Instandsetzungsschweißung von Alt-Neustahl-Mischverbindungen, die mit der Berücksichtigung mechanisch-technologischer Nahteigenschaften und der Risssicherheit zum Erhalt von Altstahl-Konstruktionen beitragen können.

Relevante Altstähle werden auf ihre Mikrostruktur in der Wärmeeinflusszone durch MSG-Schweißen analysiert. Schweißeignung bezüglich metallurgischer Beeinflussung wird durch ausgewählte Zusatzwerkstoffe beurteilt. Die Wechselwirkung zwischen Wärmeführung, Naht- und Stoßform sowie Nahteigenschaften bei Alt-Neustahl-Mischverbindungen durch geregelte MSG-Prozesse wird untersucht. Abschließend erfolgt die Ableitung von Handlungs- und Verarbeitungsempfehlungen zur Optimierung der Bauteilperformance bei Mischverbindungen aus Alt- und Neustahl.

Projektkoordination: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Konsortium: 21 nationale und internationale Partner aus der Wissenschaft und Industrie
Förderung: Das Projekt wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

In Deutschland existieren etwa 6.000 Stahlbrücken und Stahlskelettbauten des Hochbaus aus Altstahl, die älter als 80 Jahre sind und in den nächsten Jahren instandzusetzen sind. Für werterhaltende und -steigernde Maßnahmen an bestehenden Altstahl-Konstruktionen ist das Schweißen als besonders wirtschaftliches Fügeverfahren prädestiniert. Nieten- und Schraubenverbindungen sind dagegen oft äußerst unwirtschaftlich. Für die Instandsetzung ist vielfach bestehendes und beschädigtes durch neues Material zu ersetzen und mit Altstahl, meist Flussstahl, zu schweißen. Eine nachhaltige, ressourceneffiziente Reparatur gelingt durch Einsatz moderner Feinkornbaustähle. Ferner erlauben moderne geregelte MSG-Prozesse eine gezielte, adaptierte Einbringung der Wärme in die Schweißnaht und das breite Portfolio zugelassener Schweißzusätze auszunutzen. Wärmeeintrag und Aufmischung in der WEZ werden verringert und Beanspruchungen reduziert. Damit sind degradierte Gefüge vermeidbar, die bei Altstählen hohe Rissrisiken während Fertigung und Betrieb sowie deutlich verringerte Tragfähigkeiten bedingen. Mithilfe einer Altstahl-Datenbasis, praxisrelevanten Schweißversuchen und Analysen werden schweißtechnische Konzepte erarbeitet, um beanspruchungsgerechte Alt-Neustahl-Mischverbindungen herzustellen. Dies soll eine nachhaltige und ressourcenschonende Erhaltung bestehender Infrastruktur in Deutschland ermöglichen.

Förderung

Das IGF-Vorhaben Nr: 01IF22358N/FOSTA P 1631 „Beanspruchungsgerechte schweißtechnische Instandsetzung von Konstruktionen aus Altstahl mit modernen MSG-Prozessen und hochfesten Feinkornbaustählen“ der FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, wird über den DLR Projekträger im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das Vorhaben wird an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin durchgeführt.