KONSTRUKTIONSLEHRE Prof. Dr.-Ing. M. Reichle. DHBW STUTTGART Studiengang Mechatronik. Schweißverbindungen. 2. Semester. Blatt 1. Pressschweißverfahren

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Rüdiger Gabriel Melsbach
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1 Pressschweißverfahren Blatt 1 Entscheidungshilfe zur Wahl des geeigneten Schweißverfahrens

2 Stoßformen nach DIN Blatt

3 Blatt Stumpfnahtformen an Stahl und deren Vorbereitung nach DIN 969 (Auswahl)

4 Blatt 4 Allgemeine Konstruktionsrichtlinien

5 Blatt 5 Gestaltungsbeispiel für Schweißkonstruktionen

6 Blatt 6 Gestaltungsbeispiel für Schweißkonstruktionen (Fortsetzung)

7 Blatt 7 Gestaltungsbeispiel für Schweißkonstruktionen (Fortsetzung)

8 Blatt 8 Schweißfehler (Auszug aus EN 5817 : 199)

9 Blatt 9 Schweißfehler (Auszug aus EN 5817 : 199), Fortsetzung

10 Blatt 10 Beispiel für eine Schweißzeichnung

11 Blatt 11 Berechnung von Im allgemeinen Maschinenbau gibt es keine verbindlichen Berechnungsvorschriften für die Auslegung von. Für die Güte und Festigkeit der Schweißverbindung ist der Hersteller allein verantwortlich. Für die Festigkeitsberechnungen von Schweißnähten können die Nennspannungen nicht direkt mit den Festigkeitswerten des geschweißten Werkstoffes verglichen werden. Die Festigkeit von Schweißnähten wird durch: Einbrandkerben, Lunker, Schlackeneinschlüsse Kerbwirkung aus Naht- und Stoßform Werkstoffveränderungen durch Wärmeeinwirkung negativ beeinflusst. I) Praktisches Vorgehen: 1. Nahtverlauf konstruktiv festlegen.. Erforderliche Nahtdicke schätzen, falls diese nicht durch den Bauteilquerschnitt bzw. der Stoßform vorgegeben ist. Bei Stumpfnähten: a t t Bauteildicke Bei Kehlnähten: t < mm: a 1,5 mm t mm: a min mm a max 0,7 * t. Ermittlung der angreifenden Belastungen. 4. Ermittlung der zulässigen Spannungen. 5. Nahtdicke oder Nahtlänge gegebenenfalls korrigieren. II) Ermittlung der Nennspannungen Zug, Druck: σ w,z(d) F A w Biegung: σ w,b M W b b Schub: τ w,s F A w Torsion: τ w,t T W t

12 Blatt 1 Bei Längsnähten ist von der tatsächlichen Nahtlänge jeweils einmal die Nahtdicke abzuziehen, da die Anfangs- und Endkrater nichts zur Festigkeit beitragen. Der Abzug kann unterbleiben, wenn beim Schweißen Auslaufbleche verwendet werden und die Naht anschließend sauber bearbeitet wird. Für kurze endliche Nähte gilt: L 15 * a III) Zusammengesetzte Nahtflächen Bei zusammengesetzten Nahtflächen gilt der Satz von Steiner. J J äq + A r J äq r A Trägheitsmoment der betrachteten Fläche um ihre Schwerelinie Abstand der Schwerelinie der Teilfläche von der Hauptschwerelinie des zusammengesetzten Profils. Fläche der Teilfläche Ermittlung des Gesamtflächenschwerpunktes: y s Ai y Ai i A 1 y1 + A y + A A + A + A 1 y Ermittlung des Flächenträgheitsmoments: J ges J J J x x J 1 l1 a l 1 a 1 ( y y ) s 1 J J l a 1 l a 1 + l + l a a ( y y ) s ( y y ) s

13 Blatt 1 IV) Vergleichsspannungen: Die Naht wird nach den Vergleichspannungshypothesen berechnet. Normalspannungshypothese (NH): σ V σ + σ + τ Gestaltänderungsenergiehypothese (GEH): σ V σ + τ V) Ermittlung der zulässigen Spannungen 1. Statische Beanspruchung: Lastspiele < Lastfall H: berücksichtigt alle Hauptlasten (äußere Last, Eigenlast, Schneelast, Massenkräfte) Lastfall HZ: berücksichtigt zusätzlich zu H Zusatzlasten wie Windlast, Bremskräfte usw. Die zulässigen Spannungen sind aus Tabellen zu entnehmen.. Dynamische Beanspruchung Grenzspannungsverhältnis : κ σ σ min max Unterspannung Oberspannung Bei stoßartiger Beanspruchung ist die Kraft bzw. das Moment mit dem entsprechenden Stoßfaktor zu multiplizieren. Für höherfestige Stahlsorten als E95 (St50) ist mit den gleichen Werkstoffkennwerten wie für St50 zu rechnen, da diese Werkstoffe kerbempfindlicher sind.

14 Blatt 14 Ausführung von im Maschinenbau nach DS 95 Ausführung von im Maschinenbau nach DS 95 (Fortsetzung)

15 Blatt 15 Zulässige Spannungen (Oberspannungen) für im Maschinenbau

16 Blatt 16 nach DS 95 (Werkstückdicke 10 mm, Sicherheit gegen Dauerbruch S D 1,5) VI) Sicherheit

17 Blatt 17 Aufgrund der Ungenauigkeiten der Belastungsannahmen und der Streuung der Festigkeitswerte muss eine genügende Sicherheit gegenüber Verformung und Dauerbruch nachgewiesen werden. Die in den Tabellen angegebenen zulässigen Werkstoffkennwerte enthalten in der Regel folgende Sicherheitsfaktoren: Bei statischer Belastung gegenüber plastischer Verformung: S 1,5 bis,0 Bei dynamischer Beanspruchung gegenüber Dauerbruch: S,0 bis,0 VII) Vorschriften für die Berechnung von Schweißnähten Für die Berechnung von Schweißnähten existieren teilweise Fachbereichsvorschriften: Für den Stahlbau nach der Grundnorm DIN T1 und T7 Für den Druckbehälterbau nach den Merkblättern der Arbeitsgemeinschaft Druckbehälter. Für den Bereich der Deutschen Bundesbahn DS 95. Im Maschinenbau gibt es keine allgemeingültige Vorschrift. Es besteht somit immer dann eine Vorschrift, wenn die Schweißkonstruktion in irgendeiner Weise vom TÜV geprüft werden muss. Für den Maschinenbau wird empfohlen, bei statischer Beanspruchung nach DIN und bei dynamischer Beanspruchung nach DS 95 vorzugehen.

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