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Stoßarten
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Stumpfnaht
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Schweißnahtsymbole nach DIN EN 22554
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Gesucht: sinnbildliche zeichn. Darstellung in der Vorderansicht und der Draufsicht
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Skizzieren Sie die Symbole in Vorderansicht und Draufsicht
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Symbol?
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vollständige Schweißnahtangabe
● A Nahtdicke● B Nahtsymbol● C Nahtbreite● D Nahtlänge● E Nahtabstand
● F Angaben zu● Schweißverfahren,● Bewertungsgruppe,● Schweißposition,● Zusatzwerkstoff
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Schweißverfahren nach DIN EN ISO 4063 ● Gasschmelzen: 3● LiBo-Hand: 111● UP: 12● MSG: 13● MAG: 135● MIG: 131● WIG: 141● u.a.
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rechn. Nahtdicke bei Kehlnähten
einschreibbares, gleichschenkliges Dreieck im theoret. Wurzelpunkt
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● PA: Wannenlage● PB: horizontal● PC: Querposition
● PD: horiz. Überkopf● PE: Überkopf● PF: senkr. steigend● PG: senkr. fallend
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Symbol?durchgeschweißte V-Naht (mit Gegenlage),hergestellt durch LiBo-Handschweißen Ordnungsnummer 111 nach DIN EN 24063,geforderte Bewertungsgruppe C nach
DIN EN 25 817, Wannenposition nach DIN EN ISO 6947, verwendete Stabelektrode DIN EN 499 – E 38 2 RR
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Schweißnahtvorbereitung
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Nahtvorbereitung (exemplarisch)relative Kosten
0,5
1
Y-Naht: 1,5X-Naht: 2HV-Naht: 0,7K-Naht: 1U-Naht: 4
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Gestaltungsgrundsätze
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allgemeine Gestaltungsregeln
● Möglichst wenig Schweißnähte anordnen!● Auf stetigen Kraftfluss achten!
● Richtungsänderung ==> Kerbwirkung● Optimale Querschnittsform ist zu wählen!
● Knicksteifigkeit● Biegeträger● Einsatz von Steifen (Quersteifen, Längssteifen)
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geringes Nahtvolumen anstreben
Maßnahme: Walz- und Abkantprofile anwenden
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Beispiel Quersteifen an geschweißtenTrägern
● 1: Kerbwirkung minimal, dynamisch sicher bis etwa t = 15mm
● 2: t > 15mm bei dynam. Belastung (Brücken, Krane)
● 3: billig, aber starke Kerbwirkung, nur ruhende Belastung
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allgemeine Gestaltungsgrundsätze
● Nahtdicken so klein wie möglich festlegen!● aber Mindestdicken einhalten
● können je nach Regelwerk variieren!
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Bsp: Grenzwerte für Kehlnahtdicken
StahlbauFahrzeugbau (DS 952)
amin
= 3 mmEisenbahnbrücken (DS 804)
amin
= 3,5 mm
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Faustformel Kehlnahtdickeeinseitige Schweißung:
a = 0,7 * tmin
Doppelkehlnähte:a = 0,5 * t
min
aber: ●bei dickeren Blechen und insbes. bei geringeren
Belastungen werden die Nähte häufig auch dünner ausgeführt
●nicht kleiner als 3mm
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rechn. Nahtdicke
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allgemeine Gestaltungsgrundsätze
● Nahtanhäufungen und Kreuzungen vermeiden!
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Nahtanhäufungen vermeiden
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Nahtanhäufungen vermeiden
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allgemeine Gestaltungsgrundsätze
● Schweißnähte in geringbeanspruchte Zonen legen!
Beispiel: Eckstoß (Behälter)
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Schweißnähte in geringbeanspruchte Zonen legen
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Schweißnähte in Zonen mit günstigem Kraftfluss legen
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Vermeidung ungünstiger Schweißnahtanordung
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Vermeidung ungünstiger Schweißnahtanordung
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Vermeidung ungünstiger Schweißnahtanordung
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Beanspruchung geschweißter Bleche in Dickenrichtung vermeiden
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Vermeidung von TerrassenbrüchenKonstruktionsregel: möglichst viele Fasern
anschließen
Problem rechts: durch falsche Brennerführung (senkrecht) werden leicht Bindefehler provoziert.
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Einsatz von Schmiede- und Gussteilen
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Zugspannungen reduzieren
Aufschweißen von Bearbeitungsflächenwie?
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allgemeine Gestaltungsgrundsätze
● Schweißplan aufstellen
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Schweiß-folge-plan
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allgemeine Gestaltungsregeln
Schweißer muss die Naht (gut) erreichen könneneventuell muss Naht hinterher geprüft werden könnenIst das Schweißen einer Gegennaht noch möglich?banal: Schweißer muss aus der Konstruktion wieder rauskommenganz real: wie verzieht sich das Bauteil durch die Schrumpfspannungen?
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Zugänglichkeit
Merke: Die Fehleranfälligkeit steigt bei Zwangspositionen und schwer zugänglichen Nähten.Die Motivation des Schweißers nimmt deutlich ab bei Überkopfposition.MAG-Nähte in Wannenlage zeigen relativ häufig Bindefehler wg. Nahtvorlauf. Abhilfe: leicht bergauf legen
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günstige Nahtform für das Prüfen vorsehen
==> Stumpfnähte statt Kehlnähte
besser:
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Kerbenruhend, zäher Werkstoff: „es fließt sich zurecht“
dynamisch: „katastrophal“
Beispiel: einseitige Wölb-Kehlnath
Achtung: was heißt „ruhend“?
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Konstruktionsregeln DYNAMISCH
● Stumpfstöße statt Überlappstöße
● DHV-Nähte, keine (Doppel-) Kehlnähte
● alle Querschnittsübergänge 1:4 abschrägen
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keine „Angstlaschen“ an Stumpfstößen von Walzprofilen: zusätzliche Kerben und unnötige
Eigenspannungen
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statisch
c) auch besser wegen Passgenauigkeit
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Statiker schreibt am Anschluss einer Rund-Diagonale an einem Knotenblech eine umlaufende Kehlnaht mit a = 4mm vor (siehe seine Skizze). Ausführung?
Der zulässige Spalt unter Kehlnähten beträgt nach DIN EN ISO 5817: 2 mm.
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Kerbwirkung bei statischer Belastung
● in der Fachliteratur: meist allgemein, dass die Kerbwirkung bei statischer Belastung nicht berücksichtigt werden muss.
● ABER: gilt nur, wenn der Werkstoff ein genügend hohes Plastizitätsvermögen besitzt● Walz- und Schmiedestähle● Stahlguss● Sphäroguss (mit Bruchdehung >= 12,5 %)● Aluminium-Knetlegierungen (mit Bruchd. >= 12,5%)
(lt. FKM-Richtlinie)
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Statisch ok, dynamisch nicht zulässig!
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dynamisch zulässig!
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sehr dicke Querschnitte vermeiden
Gurtplatten mit Dicken über 50mm dürfen nur mit besonderen Maßnahmen angeschlossen oder
gestoßen werden.
Grund: mehrachsige Schweißeigenspannungen
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Schweißen statt Schrauben, ...
● allgemein !● besserer Kraftfluss● keine Schwächung durch Löcher● geringere Korrosionsanfälligkeit● in vielen Fällen geringere Kosten
– Ausnahmen:● kleinere Objekte● bei leistungsfähigen Bohrwerken in der Werkstatt
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Schrauben statt Schweißen, wenn...● die Sicherheit der Schweißverbindung nicht
gewährleistet werden kann● Baustellenbedingungen ● schlechte Zugänglichkeit der Naht● Umbauten an Altstählen ohne genaue
Werkstoffangaben● Alternative:
gemischte Verbindung erwägen
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Vermeidung ungünstiger Fugenformen
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Hinweis zu Stumpfstößen
●vorwiegend ruhende Beanspruchung: delta t > 10mm zulässig, wenn Steigung maximal 1:1
●dynamische Beanspruchung: delta t > 3mm zulässig, wenn Steigung maximal 1:4
●nicht durchgeschweißte Stumpfnaht bei dynamischer Beanspruchung oder besonderem Korrosionsangriff nicht zulässig
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Zugbeanspruchung der Nahtwurzel vermeiden
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Schweißverbindungen von Zahnrädern
Warum ?