Schweisstechnik für Konstrukteure

Transkript

1 Schweisstechnik für Konstrukteure Brand Engineering GmbH Raiffeisenplatz Niederuzwil Telefon michael.brand@brand-engineering.ch 1

2 Einführung 8:30 10:00 12:00 13:30 15:00 Kap. 1 Kap. 2 Kap. 3 Kap. 4 20min Pause Kap. 4 Kap. 5 Kap. 6 Mittag Kap. 7 Kap. 8 20min Pause Kap. 9 Ablauf 1 Einführung ca Übersicht Schweissprozesse ca Allgemeines zu Schweissnähten ca Symbolische Darstellung von Schweissnähten ca Toleranzen für Schweisskonstruktionen ca Grundlagen der Schweissnahtberechnung ca. 20 Mittagspause ca Qualität einer Schweissverbindung ca Vermeidung von Schadensfällen ca Gestaltung von Schweisskonstruktionen ca Beispiele für Schweisszeichnungen ca :00 Kap Brand Engineering GmbH 2

3 Allgemeines zu Schweissnähten Schweissnaht als Kerbe Kerbwirkung in Stumpfnaht mit Einbrandkerben (äussere Kerbe) DV-Naht quer zur Naht auf Zug beansprucht Brand Engineering GmbH 3

4 Symbolische Darstellung von Schweissnähten Bemassung der Nähte Bei einer Kehlnaht mit tiefem Einbrand darf eine vergrösserte Nahtdicke s für die Berechnung verwendet werden, wenn sie durch eine Verfahrensprüfung nachgewiesen ist Brand Engineering GmbH 4

5 Symbolische Darstellung von Schweissnähten Übungen zur symbolischen Darstellung von Schweissnähten Geben Sie im rechten Bild die unterbrochene versetzte Kehlnaht a4 symbolisch an: Oder besser: Brand Engineering GmbH 5

6 Toleranzen für Schweisskonstruktionen Allgemeintoleranzen für Schweisskonstruktionen - ISO Beispiel X Bezugspunkt 1 Toleranzen: ± 45 bzw. ± 13 mm m zul. Abweichung an der Position «X»: 350 mm tan 0.75 = ±4.6 mm Bezugspunkt 2 Bezugspunkt 1 ±13 mm m Bezugspunkt 2 Toleranzen: 0.35 m = ±4.6 mm ± 20 bzw. ± 6 mm m zul. Abweichung an der Position «X»: 2402 mm tan 0.33 = ±14 mm ±6 mm m 2.4 m = ±14.4 mm Brand Engineering GmbH 6

7 Grundlagen der Schweissnahtberechnung Festigkeitsnachweis für Schweissverbindungen Dieser kann durch eine Handrechnung wie oben beschrieben oder mittels einer FEM Simulation erbracht werden! Bei FEM Simulationen von Schweissnähten gibt es wiederum 2 Möglichkeiten: a) mit ausmodellierten Schweissnähten siehe Bild rechts b) mit mathematischen Modellen für Schweissnähte Brand Engineering GmbH 7

8 Qualität einer Schweissverbindung Bewertungsgruppen für Schweissverbindungen Beispiel zu kleine / zu grosse Kehlnahtdicke t = 10 mm Kehlnaht a3; Bewertungsgruppe C Welche Zukleine Minimal Kehlnahtdicke: und welche Maximalabmessungen sind für diese h Kehlnaht zulässig? mm a = 0.6 mm a min = a h = = 2. 4 mm Zugrosse Kehlnahtdicke: t = 10 mm h 2 1 mm a = 1.6 mm a max = a + h = = 4. 6 mm Die Kehlnahtdicke darf bei Bewertungsgruppe C zwischen 2.4 mm und 4.6 mm liegen!! Wichtig für Berechnungen!! Brand Engineering GmbH 8

9 Gestaltung von Schweisskonstruktionen Anforderungsgerechte Gestaltung Beanspruchungsgerechte Gestaltung Allgemein Aufgeschweisster Klotz 181 MPa 100 % d) U-Profil 156 MPa 86 % Brand Engineering GmbH 9

10 Gestaltung von Schweisskonstruktionen Anforderungsgerechte Gestaltung Beanspruchungsgerechte Gestaltung bei dynamischer Belastung 4. PIT Pneumatic Impact Treatment (Erzeugen von Druckeigenspannungen am Schweissnahtübergang) unbehandelt PIT-behandelt Brand Engineering GmbH 10

11 Gestaltung von Schweisskonstruktionen Fallbeispiel 2: Optimierung Stopfschnecke Fertigung Nahtvorbereitung und Schweissfolgeplan: U-Naht / Wurzelnaht WIG (141) und Zwischen- bzw. Decklage MAG (135) Brand Engineering GmbH 11