The efficiency of HFMI treatment and TIG remelting for extending the fatigue life of existing welded structures

Abstract

Different post‐weld treatment methods have been developed to enhance the fatigue strength of welded steel structures and extend the service lives of their components. High‐frequency mechanical impact (HFMI) treatment and tungsten inert gas (TIG) remelting are two methods that have attracted considerable interest in recent decades. This paper presents the results of a study of fatigue life extension for pre‐fatigued welded steel details which can be achieved using HFMI treatment and TIG remelting. More than 250 fatigue test results were collected – including different details such as butt welds, longitudinal attachments, transverse attachments and cover plate attachments. HFMI treatment was found to extend the life considerably when the specimens treated were free from cracks or when existing cracks were < 2.25 mm deep. TIG remelting could extend fatigue lives even with cracks > 4 mm deep. In comparison to TIG remelting, HFMI treatment results in a longer fatigue life extension for pre‐fatigued details, provided existing cracks are < 2.25 mm deep. Regarding TIG remelting, the depth of possible remaining cracks was found to be a substantial parameter when assessing the degree of life extension.

Anwendung von höherfrequenten Hämmerverfahren bei Kranbahnträgern

“…Darüber hinaus haben Untersuchungen gezeigt, dass die HFH-Verfahren auch bei Anwendung an Bestandskonstruktionen sehr effektiv sind [3][4][5][6][7]. Auch bei Anwendung des HFH-Verfahrens an reparaturgeschweißten Konstruktionen konnten gegenüber nicht nachbehandelten Kerbdetails deutliche Verbesserungen bei der Ermüdungsfestigkeit [8] festgestellt werden.…”

“…Auf Grundlage der DASt‐Richtlinie kann die Ermüdungsfestigkeitssteigerung, die durch eine HFH‐Nachbehandlung erzielt wird, somit auch bei neuen Kranbahnkonstruktionen bei der Bemessung rechnerisch angesetzt werden. Darüber hinaus haben Untersuchungen gezeigt, dass die HFH‐Verfahren auch bei Anwendung an Bestandskonstruktionen sehr effektiv sind [3–7]. Auch bei Anwendung des HFH‐Verfahrens an reparaturgeschweißten Konstruktionen konnten gegenüber nicht nachbehandelten Kerbdetails deutliche Verbesserungen bei der Ermüdungsfestigkeit [8] festgestellt werden.…”