Planen, Ausführen, Nachbehandeln, Toleranzen

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1 Schweißen im Metallbau Planen, Ausführen, Nachbehandeln, Toleranzen 259 Abbildungen und 111 Tabellen Herausgeber: Dipl.-Ing. Jörg Dombrowski Autoren: Ing.-Päd. f. Maschinenbau Lothar Hirschhansen Dipl.-Ing. Frank Kania, Schweißfachingenieur (EWE) Dipl.-Ing. (FH) Armin Richter, Schweißfachingenieur (IWE) Dr.-Ing. Uwe Roxlau Metallbauermeister Roland Rühlmann, Schweißfachmann (IWS) M. Sc. Dipl.-Ing. (FH) Rene Schasse, Schweißfachingenieur (IWE) Dipl.-Ing. Joachim Schmidt Prof. Dr.-Ing. habil. Jochen Schuster Dipl.-Ing. (FH}, Metallbauermeister Stephan Stickling, Schweißfachingenieur (IWE) Dipl.-Ing. Karsten Zimmer, Schweißfachingenieur (EWE) ~man

2 8 Inhalt Inhalt Vorwort... 5 Einführung Schweißverfahren, Schweißnähte und Schweißpositionen.... Wichtige Schweißverfahren im Metallhandwerk.... Schutzgasschweißen (MIG/MAG, WIG).... Gasschmelzschweißen.... Lichtbogenhandschweißen.... Unterpulverschweißen.... Bolzenschweißen.... Punktschweißen.... Stoßarten.... Schweißnahtvorbereitung.... Schweißpositionen.... Besondere Fügeverfahren.... Auftragschweißen.... Reparaturschweißen.... Fügen in der Denkmalpflege.... Feuerschweißen.... Schweißen von Gusseisen.... Fügen von Puddelstahl.... Schränkenlöten.... Weichlöten.... Vorbereiten des Schweißens.... Sch weißgerech te Materialbestellung.... Auswahl von Schweißzusätzen und Hilfsstoffen.... Schwarze Stähle.... Weiße Stähle (Chrom-Nickel-Stähle).... Artgleiche Verbindungen.... Mischverbindungen.... Schwarz-Weiß-Verbindungen.... Hilfsstoffe.... Entmagnetisierung ferromagnetischer Werkstoffe.... Konstruktion und Statik.... Gestaltung der Schweißkonstruktionen.... Einleitung

3 Inhalt Gestaltung von Schweißkonstruktionen mit Wahl der Z-Güte 83 Gestaltung dynamisch beanspruchter Schweißkonstruktionen und Kerbfälle V erzinkungsgerechte Gestaltung der Schweißkonstruktionen 89 Allgemeine konstruktive Grundregeln für feuerverzinkte Konstruktionen Konstruktionsklassen, Detailklassen und Vertrauenszonen nach DASt-Richtlinie Allgemeine Hinweise zu Duplex-Systemen mit Pulverbeschichtungen Statische Berechnungen von Schweißkonstruktionen Grundlagen Bemessungen von Stahlbauten, Teilsicherheitsbeiwerte, Streckgrenze, Fließgrenze Grundlagen der Schweißnahtberechnung nach DIN EN Tragfähigkeitsberechnungen bei Stumpfnähten Durchgeschweißte Stumpfnähte Nicht durchgeschweißte Stumpfnähte T-Stöße Berechnung der Tragfähigkeit an Kehlnähten Konstruktive Anforderungen Beanspruchungen von Kehlnähten Kehlnahtbemessungen nach dem Vereinfachten Verfahren" 100 Kehlnahtbemessungen nach dem Richtungsbezogenen Verfahren" Schlitznähte und Lochschweißungen Einseitige Schweißnahtanschlüsse Exzentrisch beanspruchte einseitige, nicht durchgeschweißte Stumpfnähte und einseitige Kehlnähte Einschenklige Winkelprofil-Anschlüsse Schweißen in kaltverformten Bereichen Anschlüsse an Hohlprofile Schweißplanung Grundlagen der Schweißplanung Verringern von Schweißeigenspannungen Praxis des Pilgerschrittverfahrens Werkstoffe und ihre Schweißeignung Begriff der Schweißbarkeit Schweißbarkeit Schweißeignung Schweißmöglichkeit Schweißsicherheit Gruppeneinteilung von Stählen zum Schweißen.. : Schweißen und Schweißeignung von Werkstoffen (Baustahl) 116 Einführung

4 10 Inhalt S l Wichtige Eigenschaften von Kohlenstoff- und Kohlenstoff- Mangan-Stählen Überblick über wichtige Eigenschaften.... Tragfähigkeit und Umformbarkeit Sprödbruchverhalten.... V erschleißbeständigkeit.... Eignung zur Wärmebehandlung Schweißeignung.... Beurteilung der Schweißeignung Kohlenstoffäquivalent CEV U nlegierte Stähle Unlegierte Bau- und Maschinenbaustähle nach DIN EN Begriff und maßgebliche Eigenschaften Einteilung der unlegierten Baustähle gemäß CEN ISO/TR Sorten Schweißeignung Bezeichnungsbeispiele Wetterfeste Baustähle nach DIN EN Begriff und maßgebliche Eigenschaften Sorten Schweißeignung Bezeichnungsbeispiele Betonstähle nach DIN EN 100 und DIN Begriff und maßgebliche Eigenschaften Sorten Schweißeignung Bezeichnungsbeispiele Kennzeichnung Schweißtechnische Verarbeitung Schweißprozesse Schweißzusatzwerkstoffe Wirkungen der Schweißwärmebehandlung Feinkornbaustähle Einführung überblick über die Feinkornbaustähle Einteilung der Feinkornbaustähle nach CEN ISO/TR Normalisierte Feinkornbaustähle Überblick Sorten Bezeichnungsbeispiele Schweißeignung Thermomechanisch gewalzte Feinkornbaustähle Überblick Sorten Bezeichnungsbeispiele Schweißeignung Flüssigkeitsvergütete Feinkornbaustähle

5 Inhalt Überblick Sorten Bezeichnungsbeispiele Schweißeignung Schweiß technische Verarbeitung Allgemeine Hinweise Schweißprozesse Schweißzusatzwerkstoffe Sonderbaustähle mit erhöhtem V erschleißwiderstand Einführung Grundwerkstoffübersicht.... Schweißtechnische Verarbeitung Besonderheiten beim Schweißen Vorwärmung Schweißtechnologische Hinweise.... Zusatzwerkstoffe Beispiele für Grundwerkstoff-Zusatzwerkstoff- Kombinationen Nichtrostende Stähle Einführung.... Arten nichtrostender korrosionsbeständiger (säurebeständiger) Stähle Ferritische nichtrostende Stähle Martensitische nichtrostende Stähle Austenitische nichtrostende Stähle.... Austenitisch-ferritische nichtrostende Stähle Einteilung der nichtrostenden Stähle gemäß CEN ISO/TR Schweißtechnische Verarbeitung.... Allgemeine Hinweise Anwendbare Schweißprozesse Schweißzusatzwerkstoffe..... Schweißeignung und Auswahl von Zusatzwerkstoffen.... Ferritische nichtrostende Stähle Martensitische nichtrostende Stähle.... Austenitische nichtrostende Stähle Austenitisch-ferritische nichtrostende Stähle Hinweise zur Nahtgestaltung Schweißeignung von Altstählen Werkstoffe und ihre Eignung zum Schmelztauchverzinken Schweißen im geregelten und ungeregelten Bereich Qualitätsanforderungen Schweißen im Geltungsbereich der DIN EN Ausführungsklassen Personalanforderungen für den Schweißprozess Qualifizierung von Schweißverfahren

6 12 Inhalt Eurocodes Schweißanweisungen Prüfung von Schweißnähten Prüfanforderungen in der Ausführungsklasse 1 (EXCl) Prüfanforderungen in der Ausführungsklasse 2 (EXC2) Sichtprüfung Sichtprüfung vor dem Schweißen Sichtprüfung während des Schweißens Sichtprüfung nach dem Schweißen Ergänzende zerstörungsfreie Prüfungen Prüfpersonal Prüfplan Aus- und Weiterbildung von Schweißern Schweißen im ungeregelten Bereich Schweißnahtnachbehandlung und Korrosionsschutz Schleifen und Polieren Begriffsbestimmung Ausgewählte Schleif- und Poliermittel Lieferformen Hinweise für die Stahlbearbeitung Beizen Begriffsbestimmung Beizen von allgemeinem Baustahl Beizen von nichtrostendem Stahl Verarbeitungsformen Arbeitssicherheit und Umweltschutz Nachverzinken von Schweißnähten Wärmebehandlung nach dem Schweißen Begriffsbestimmung Spannungsarmglühen Normalglühen Anlagenkalibrierung und Qualitätssicherung Beseitigung von Spannungen und Schrumpfungen Schweißarbeitsplätze und der Gesundheits- und Arbeitsschutz beim Schweißen Gefährdungen beim Schweißen Mechanische Gefährdungen Belastung des Bewegungsapparates Belastung durch Lärm Elektrische Gefährdungen Gefährdung durch Hitze Gefährdung durch optische Strahlung

7 Inhalt Gefahren durch Explosion und Brand Gefährdung durch Schadstoffe Einrichtung von Schweißarbeitsplätzen Einrichtung von stationären Schweißarbeitsplätzen Schweißen auf der Baustelle Vermeidung von Absturz Vermeidung von Bränden und Explosionen auf der Baustelle 243 Schweißen in engen Räumen Persönliche Schutzausrüstung des Schweißers Lüftung am Schweißarbeitsplatz Mechanisierung und Automatisierung beim Schweißen Toleranzen, Fehler und Schäden Zulässige Unregelmäßigkeiten an Schweißverbindungen DIN EN Bewertung von Schweißnähten Typische Schadensbilder an Schweißverbindungen Schadensfälle zum Schweißen Altstähle ohne Schweißeignung Falsche Schweißkonstruktion Mischverbindungen falsch konstruiert Undichte Schweißnähte an Druckbehältern Pore ist kein Mangel Falsches Schweißspray verursacht Fehlstellen Schweißpalt als Ursache für Korrosion Korrosion durch Schweißfehler Praktische Beispiele von Schweißbauteilen Stütze nach Handskizze Treppenwange Rahmen mit biegesteifem Stoß Unterkonstruktion für Maschine Anhang Schweißen-Glossar Stichwortverzeichnis Normenverzeichnis Literatur- und Quellenverzeichnis Bildnachweis Autoren