18. und 19. Februar 2025
25. Kolloquium: Gemeinsame Forschung in der Klebtechnik

Das Kolloquium „Gemeinsame Forschung in der Klebtechnik“ ist seit vielen Jahren das Forum für Klebstoffentwickler, -hersteller und Anwender. Übersichtsvorträge aus der Industrie, Präsentationen von Klebstoffherstellern und Vorträge über Projekte der Industriellen Gemeinschaftsforschung vermitteln ein umfassendes Bild vom aktuellen Stand in Forschung und Anwendung.

Der Gemeinschaftsausschuss Klebtechnik, bestehend aus den vier AiF-Forschungsvereinigungen DECHEMA, DVS, FOSTA und iVTH sowie seine Kooperationspartner bieten mit dem Kolloquium seit über 20 Jahren die Möglichkeit für Wissenschaftler, Entwickler, Hersteller und Anwender, einen Überblick über die aktuelle Forschung zu bekommen und miteinander ins Gespräch zu kommen.

Veranstaltungsort:
Maternushaus Köln
Kardinal-Frings-Str. 1-3
50668 Köln

Die detaillierten Informationen zum Kolloquium finden Sie auf folgender Webseite.

13. Februar 2025
Dauerhaftigkeit der Betriebs- und Sicherheitsausstattung im Straßentunnel - Herausforderung und innovative Lösungen mit nichtrostenden Stählen

Auf dem Infotag, der alle an der Tunnelausstattung Beteiligte zusammenbringt und zum Austausch einlädt, werden die Ergebnisse des Forschungsprojekts „Innovation und Sicherheit durch Einsatz von Duplexstählen in Straßentunneln“ vorgestellt und diskutiert.

Veranstaltungsort:
Stahl-Zentrum
Sohnstraße 65
40237 Düsseldorf

Zum Anmeldeformular geht es hier.

27. März 2025
IGF Kongress

Im Rahmen des IGF Kongresses wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) eine besondere Auszeichnung für herausragende Forschungsprojekte in der IGF vergeben. Drei nominierte Projekte werden im Rahmen des Kongresses in Form von Videos präsentiert. Vor Ort wird das Publikum dann über das beste Projekt entscheiden. Den Gewinnern winkt professionelle Unterstützung bei der Öffentlichkeitsarbeit, einschließlich eines exklusiven Kurzvideos und wertvollen Maßnahmen im Rahmen der Pressearbeit.

P 1282 – Einsatz des Lichtbogenlötens zum Fügen von Anbauteilen an schwingend hochbeanspruchten Stahlkonstruktionen (IGF-Nr. 29 EWBG)

Im Projekt wurde das Lichtbogenlöten als Alternative zum konventionellen Schweißen für sekundäre Anbauteile an dynamisch belasteten Strukturen untersucht. Ziel war es, die Kerbwirkung zu minimieren und auf eine Schweißnahtnachbehandlung zu verzichten. Es wurde die Kupferbasislegierung CuAl7 als geeignetes Lotmaterial ausgewählt. Die Lote zeigten gute Festigkeitseigenschaften, auch bei Grobblechverbindungen, und die LMPs (Liquid Metal Penetration) hatten keinen negativen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften. Best-Practice-Rahmenbedingungen und vorläufige Lötanweisungen wurden entwickelt. Die mechanischen Eigenschaften der Lötverbindungen, einschließlich Eigenspannungen und Verzug, ähnelten denen von geschweißten Verbindungen. Schwingfestigkeitsuntersuchungen zeigten, dass lichtbogengelötete Bauteile eine höhere Ermüdungsfestigkeit als geschweißte Details aufwiesen. Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zeigte, dass Lichtbogenlöten deutlich günstiger ist als der kombinierte Schweißprozess mit Nachbehandlung.
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P 1310 – Korrosionsmechanismen beim Laserschweißen von Duplexstählen (IGF-Nr. 20721 BR)

Das Ziel der Forschung war die Herstellung filigraner Strukturen aus Duplexstahl durch Laserstrahlschweißen ohne Zusatzwerkstoffe oder Lösungsglühen. Dabei lag der Fokus auf Werkstoff 1.4462 (bis 2 mm Dicke). Zunächst wurden Einstrahlprozesse umfassend untersucht, wobei optische Setups, Gasgemische und Pulsmodulation betrachtet wurden. Parallel wurde ein Simulationsmodell entwickelt, um die Schweißvorgänge zu analysieren. Mit einem Zweistrahlaufbau, bestehend aus Fest- und Scanneroptik, konnte eine in-situ Nachwärmung umgesetzt werden. Der geforderte Mindest-Austenitgehalt von 30% wurde jedoch nicht erreicht.
Nach Prozessoptimierung und Nachbehandlung wurde die Korrosionsbeständigkeit der Schweißnähte mittels elektrochemischer Tests und einer neu entwickelten Mikro-Messzelle charakterisiert. Die Ergebnisse zeigten eine hohe Beständigkeit gegen Lochkorrosion, bestätigt durch Standardtests (ASTM G48) und NaCl-Prüfungen. Dank der Zweistrahlstrategie waren die Schweißnähte frei von Spritzern und erfüllten die Norm DIN EN ISO 13919-1:2020-03.
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P 1311 – Beanspruchungsgerechte Reparatur von Schweißverbindungen bei der Fertigung von Bauteilen aus hochfesten Feinkornbaustählen (IGF-Nr. 20162 N)

Bei der Montage von Stahlkonstruktionen treten trotz korrekter Schweißtechnik gelegentlich unzulässige Unregelmäßigkeiten im Schweißbereich auf. Die empfohlenen Reparaturmethoden, wie das thermische Ausfugen und erneute Schweißen, sind aufgrund mangelnder wissenschaftlicher Untersuchungen oft unzureichend. Insbesondere bei hochfesten Stählen führen diese Reparaturen häufig zu reduzierten mechanischen Eigenschaften und weiteren Nahtdefekten. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden systematische Untersuchungen zu schweißbedingten Beanspruchungen und Gefügeveränderungen bei Reparaturnähten durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, wie schweißbedingte Beanspruchungen reduziert und Gefügedegeneration vermieden werden können, insbesondere durch adaptive Wärmeführung. Bauteilversuche bestätigten die praktische Relevanz der Ergebnisse. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurden optimierte Reparaturkonzepte für hochfeste Stähle wie S500MLO und S960QL entwickelt, die besonders in der Offshore-Industrie und im Mobilkranbau Anwendung finden. Die Forschung trägt zur Verbesserung der Fertigungseffizienz und der Ausnutzung hochfester Stähle bei.
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P 1320 – Vorbereitung einer Prüfvorschrift für den ebenen Torsionsversuch (IGF-Nr. 21137 N)

Das Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer Prüfvorschrift für den ebenen Torsionsversuch. Dabei wurden verschiedene Einflussfaktoren auf die Prüfergebnisse untersucht, darunter maschinenseitige Aspekte wie Drehmomentsensor, optische Dehnungsmessung und Klemmgeometrie sowie probenseitige Faktoren wie die Form der Nut-Probe, die die Dehnungsinhomogenität beeinflusst. Eine geeignete Probenform für die Ermittlung von Fließkurven wurde abgeleitet.
Die Bruchdehnungsbestimmung zeigte Abhängigkeiten vom Herstellungsverfahren der Probe, jedoch nicht ausschließlich von der Oberflächenqualität. Um eine quasistatische Prüfung sicherzustellen, wurde ein analytischer Ansatz entwickelt, der die maximale Dehnrate beschreibt und Richtlinien für die Rotationsgeschwindigkeit liefert.
Ein reproduzierbarer Prüfablauf für Fließkurven wurde definiert und durch Vergleich mit etablierten Verfahren validiert. Wirtschaftlichkeitsanalysen bestätigten den ebenen Torsionsversuch als kosteneffiziente Alternative. Abschließend wurde ein Vorschlag für eine Prüfvorschrift erarbeitet.
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P 1385 – Streckgrenzgesteuertes Anziehen von geschraubten Verbindungen M12 bis M72 im Stahlbau (IGF-Nr. 20838 N)

Vorgespannte Schraubverbindungen im Stahlbau werden durch DIN EN 1090-2, den Nationalen Anhang DIN EN 1993-1-8/NA und die DASt-Richtlinie 024 geregelt. Aktuell sind das Modifizierte Drehmoment- und das Kombinierte Vorspannverfahren zugelassen. Das Streckgrenzgesteuerte Vorspannverfahren, das im Maschinenbau etabliert ist, darf aufgrund fehlender praxisnaher Untersuchungen und offener Fragen zu HV-Schraubengarnituren im Stahlbau und Windanlagenbau nicht verwendet werden. Dieses Verfahren ermöglicht jedoch hohe Vorspannkräfte mit optimaler Nutzung der Garnituren ohne Überbeanspruchung.
In diesem Forschungsvorhaben wurde das Streckgrenzgesteuerte Vorspannverfahren für Durchmesser M12–M72 im Stahlbau untersucht. Ziel war die Entwicklung normativer Grundlagen und die Validierung der strukturellen Integrität von HV-Garnituren im Bereich der Streckgrenze. Umfangreiche Vorspann-, Traglast- und Ermüdungsversuche zeigten, dass das Verfahren zuverlässig hohe Vorspannkräfte ermöglicht. Die Ergebnisse bilden die Basis für normative Empfehlungen zur zukünftigen Anwendung des Verfahrens im Stahlbau.
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P 1408 – Experimentelle Untersuchung der Winddruckverteilung bei offenen und geschlossenen kreiszylinderförmigen Silobauwerken und Tanks (IGF-Nr. 21602 N)

Silos und Tanks mit kreisförmigem Querschnitt werden für die Lagerung von Schüttgütern und Flüssigkeiten genutzt. Während im gefüllten Zustand die Last rotationssymmetrisch ist, besteht im leeren oder teilgefüllten Zustand unter Windlast die Gefahr von Stabilitätsversagen. Die Eurocode-Ansätze zur Winddruckverteilung sind für manche Situationen, insbesondere für Silogruppen, unzureichend.
In diesem Forschungsvorhaben wurden systematische Windkanalversuche an Modellen mit unterschiedlichen H/D-Verhältnissen (0,3–4,0) durchgeführt. Bei einzelnstehenden Zylindern zeigte sich, dass die Sogbeanspruchung mit zunehmender Schlankheit steigt, mit Maximalwerten bei etwa 70 % der Zylinderhöhe. Schlanke Silos (H/D ≥ 1) weisen einen höheren Unterdruck (Cpi ≈ -0,8) als im Eurocode empfohlen (-0,6) auf.
Versuche an Behältergruppen mit variierender Anströmrichtung β und Spaltbreite S/D zeigten bei kleinen Abständen eine Vergrößerung des Drucks auf der windzugewandten Seite und erhöhte Sogbeanspruchungen auf frei umströmten Seiten. Die Ergebnisse wurden in Bemessungsempfehlungen und ein verbessertes Lastmodell für Silos und Behältergruppen überführt.
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P 1410 – Erweiterung der DIN EN 1993-1-10 auf Offshorebedingungen für Kerbfälle an Hohlprofilverbindungen für den Jacketbau (IGF-Nr. 20832)

Jacket-Gründungen besitzen im Offshore-Einsatz bisher keine einheitlichen Regeln zur Werkstoffauswahl und Zähigkeitsanforderung. Ziel dieses Projekts war die Übertragung des im Bauwesen etablierten Zähigkeitsnachweises auf Jacket-Gründungen. Mithilfe bruchmechanischer Konzepte wurde eine Referenzgeometrie identifiziert, Rissannahmen getroffen und eine Rissfortschrittsberechnung basierend auf Lastkollektiven durchgeführt. Daraus wurden Zähigkeitsanforderungen abgeleitet, die auch Dehnrate, Kaltumformung und Offshore-Bedingungen berücksichtigen. Zusätzlich wurde eine neue Methodik auf Basis des modifizierten Bai-Wierzbicki-Modells entwickelt, das Plastizität, duktile Schädigung und sprödes Versagen unter Berücksichtigung von Spannungszustand, Dehnrate und Temperatur abbildet. Beide Ansätze – Bruchmechanik und Schädigungsmechanik – führten zu vergleichbaren Zähigkeitsanforderungen und bestätigten die konservative Berechnungsweise der Bruchmechanik.
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P 1415 – Innovative Tragfähigkeitsanalyse geschweißter Stahlbauteile mit Hilfe der Schädigungsmechanik (IGF-Nr. 20875)

Im Projekt wurde das Tragverhalten geschweißter Verbindungen, insbesondere mit hochfesten Stählen, experimentell und mittels schädigungsmechanischer Simulationen untersucht. Eine Methodik zur Ableitung schädigungsmechanischer Parameter für Wärmeeinflusszone und Schweißgut wurde entwickelt und in kommerzielle FE-Software integriert. Numerische Modelle wurden durch Labor- und Bauteilversuche validiert und Studien zu geometrischen sowie werkstofflichen Einflüssen auf das Tragverhalten durchgeführt. Die Untersuchungen zeigten, dass der Einfluss von Softening-Zonen in der Wärmeeinflusszone und Undermatching auf Traglasten geringer ist als erwartet, da hohe Dehnungen zur Verfestigung führen. Optimierungspotenziale in Bemessungsregeln wurden identifiziert, und ein gewichteter Ansatz der Zugfestigkeit für Undermatching-Verbindungen verbessert diese. Die Ergebnisse fördern die Nutzung hochfester Stähle, stärken KMUs sowie den Wirtschaftsstandort Deutschland und ermöglichen ressourcenschonendere Stahlkonstruktionen.
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P 1418 – Profilrichten durch partielles Auswalzen beim Walzprofilieren (IGF-Nr. 20960 N)

In diesem Projekt wird ein innovatives Verfahren zur Korrektur von Profilfehlern im Rollformen entwickelt. Ziel ist es, den Zusammenhang zwischen Längsdehnungsverteilung und Profilfehlern zu analysieren und Profile durch partielles Auswalzen gezielt zu richten.
Zunächst werden Einflussfaktoren auf Längsdehnungen und Profilfehler identifiziert und numerische Modelle sowie experimentelle Voruntersuchungen durchgeführt. Anschließend werden U- und Hutprofile numerisch untersucht, um Erkenntnisse zu Längsdehnungsverläufen zu gewinnen und das partielle Auswalzen zu testen. Dabei wird eine asymmetrische Geometrie berücksichtigt, die Biegung und Torsion kombiniert. Parallel validieren Experimente die numerischen Modelle. Das Verfahren wird erfolgreich auf U- und Hutprofile angewandt und Profilfehler eliminiert.
Ein analytisches Modell zur Bestimmung der Längsdehnungsverteilung wird entwickelt und mit Simulationsergebnissen validiert. Abschließend wird das Verfahren auf komplexe industrielle Profile übertragen, wobei Experimente seine Wirksamkeit auch für anspruchsvolle Geometrien bestätigen.
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P 1438 – Entwicklung und Erprobung eines Modellrahmens zur prädiktiven Aufklärung von erosivem Verschleiß in pneumatischen Förderungen (IGF-Nr. 20815 N)

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurde der Verschleiß in pneumatischen Förderungen durch numerische und experimentelle Methoden sowohl auf der mikroskopischen (Partikelaufprall) als auch auf der makroskopischen (Rohrverschleiß) Skala untersucht. Vier Stahlsorten (drei nichtrostende Stähle und ein Baustahl) sowie ein Kunststoff wurden hinsichtlich ihrer Verschleißbeständigkeit im Kontakt mit runden und kantigen Schüttgutpartikeln in verschiedenen Verschleißsituationen getestet. Die Studie zeigte den signifikanten Einfluss der Partikelform auf den erosiven Verschleiß. Detaillierte numerische Simulationen mittels SPH bestätigten diese Relevanz. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde ein Erosionsmodell um zwei Parameter zur Beschreibung der Partikelform erweitert, das schnelle Verschleißabschätzungen ermöglicht und in CFD-DEM-Simulationen integriert werden kann. Experimente zur Charakterisierung der Partikelkontakte für CFD-DEM-Simulationen wurden durchgeführt. Validierungssimulationen zeigten eine hohe Übereinstimmung mit den experimentellen Daten, was die Variation von Systemparametern (z.B. Geschwindigkeiten, Massenbeladungen und Rohrgeometrien) ermöglichte. Dies zeigte, dass Verschleißraten signifikant reduziert werden können, ohne den Druckverlust unverhältnismäßig zu steigern, je nach Anwendungsfall.
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Die Vorhaben wurden im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages bzw. durch die Stiftung Stahlanwendungsforschung gefördert.