Von der Konstruktion zur fertigen Schweissnaht. Seminar 2018

Transkript

1 Von der Konstruktion zur fertigen Schweissnaht 1

2 Darf ich mich vorstellen? Rolf Affolter Geschäftsführer 50 Jahre, verheiratet, 2 Kinder Seit 2010 Geschäftsführer bei Preiswerk + Esser AG Ausbildung zum Maschinenschlosser Via Anlagebau zum Stahl- und Metallbau Seit bald 30 Jahren im Baugewerbe tätig 2

3 Inhalt Begrüssung Porträt Preiswerk + Esser AG Übersicht Gesetze / Normen / Qualifikation Teil 1: Giuseppe Cucco Konstruktions- und Berechnungsmethoden Teil 2: René Ruflin WPS Schlussbemerkungen / Fragen 3

4 Preiswerk + Esser AG: Moderne Tradition mit Stahl Tradition: Seit 1865 im Stahl- und Metallbau tätig Dienstleistungen: Projekt - Entwicklung / Planung Projekt - Ausführungsplanung Projekt - Produktion und Montage Fachbereiche: Stahlbau Metallbau Ingenieurbüro 4

5 Preiswerk + Esser AG: Moderne Tradition in Stahl 5

6 Preiswerk + Esser AG: Moderne Tradition in Stahl 6

7 Preiswerk + Esser AG: Moderne Tradition in Stahl 7

8 Preiswerk + Esser AG: Moderne Tradition in Stahl 8

9 ((FOTO Referenzobjekt einfügen)) 9

10 10

11 11

12 Übersicht Gesetze und Normen für die Herstellung von Tragwerken aus Stahl Bund: Bauproduktegesetz (BauPG) Bauprodukteverordnung (BauPV) Anerkannte Normen: SIA 263/1 SN EN 1090 Herstellerqualifikation: SIA 263 H1 H5 (auslaufend) SN EN 1090 EXC

13 Zusammenhänge Herstellerqualifikation ISO 9001 WPK Planung / Entwicklung Projekt Produktion / Herstellung Montage / Lieferung 13

14 Darf ich mich vorstellen? Giuseppe Cucco Dipl. Ing. (FH) Bauingenieur Projektleitung Seit bei Preiswerk + Esser AG 44 Jahre, verheiratet, 2 Kinder Diplomingenieur konstruktiver Ingenieurbau Schweissfachingenieur IWE 14

15 Berechnungsmethoden Schritt 1: Tragstruktur (Profile und Schnittgrössen) Durch bauseitigen Ingenieur Oder im Leistungsumfang von Preiswerk + Esser AG Schritt 2: Anschlüsse (Detailnachweise) Im Leistungsumfang von Preiswerk + Esser AG Oder durch bauseitigen Ingenieur 15

16 Theorie Schweissnahtberechnungen 1/5 Grundsatz Anschlüsse und Stösse in Bereichen von maximaler Auslastung sind zu vermeiden. Nachweisform: Beanspruchung Beanspruchbarkeit Spannung aus Schnittgrössen Zulässige Spannung 16

17 Theorie Schweissnahtberechnungen 2/5 Übersicht möglicher Spannungen in Schweissnähten 17

18 Theorie Schweissnahtberechnungen 3/5 Übersicht Spannungsermittlung in Schweissnahtverbindungen 18

19 Theorie Schweissnahtberechnungen 4/5 Beispiel Spannungsverteilung H-Träger mit Moment und Querkraft 19

20 Theorie Schweissnahtberechnungen 5/5 Beispiel Ermittlung Trägheitsmoment H-Träger 20

21 Schweissnahtberechnungen in der Praxis 21

22 Schweissnahtberechnungen in der Praxis 22

23 Schweissnahtberechnungen in der Praxis 23

24 Schweissnahtberechnungen in der Praxis 24

25 Schweissnahtberechnungen in der Praxis Beispiel 2 Anschluss ROR60,3x5mm-Strebe Gewählt: umlaufende Kehlnaht 3mm U = π d = 3,14 60,3 = 189mm F d = 25,0kN SZS-C5-Seite 110 Der Nachweis ist erfüllt. < F Rd 110kN nach Quelle: SZS C 5 25

26 Konstruktion Ziel Erstellung von Bauteilspezifikationen zur effizienten und wirtschaftlichen Ausführung des Bauwerks für Produktion und Montage unter Einhaltung aller Regeln und Richtlinien nach dem Stand der Technik und Vorgaben der Herstellerqualifikation Arbeitsmittel: 3D-CAD-System Bauseitige Plangrundlagen Interne Detailabsprachen zur Produktion und Montage 26

27 Begriff der Schweissbarkeit Schweisseignung: Eigenschaft des Werkstoffs Chemische Zusammensetzung Metallurgische und physikalische Eigenschaften Kohlenstoffäquivalent CEV Schweissmöglichkeit: Produktionsbedingungen Schweissverfahren Schweisstechnologische Ausführung Nachbehandlung Schweisssicherheit: Konstruktionsgestaltung Ausbildung der Schweissdetails Anordnung der Schweissnähte Einzelteilausbildung Zugänglichkeit 27

28 Konstruktionsgestaltung: Schweissposition 28

29 Konstruktionsgestaltung: Eigenspannung und Verzug Jede Schweissnaht verursacht eine Schrumpfung! Konstruktive Lösungen: Schweissnaht in einer günstigen Lage ausführen Schweissnähte so ausbilden, dass keine Eigenspannungen entstehen Vorfertigen von Einzelbauteilen 29

30 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 1/6 30

31 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 2/6 Vor dem Schweissen erforderliche Qualitätsprüfungen und -dokumente (wichtig bereits in Konstruktionsphase): Schweissaufsichtpersonen nach EN ISO Schweisserprüfungsbescheinigungen nach ISO 9606 Qualifizierte Schweissverfahren WPQR nach EN ISO bis EN ISO Schweissanweisungen WPS nach EN ISO Besondere Prüfanweisungen 31

32 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 3/6 32

33 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 4/6 33

34 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 5/6 34

35 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 35

36 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 36

37 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 37

38 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 38

39 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 39

40 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 40

41 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 41

42 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 42

43 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 43

44 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 44

45 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 45

46 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 46

47 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 47

48 Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 48

49 Konstruktionsgestaltung: Bauteilspezifikationen Werkstattzeichnungen Einzelteile und Bauteile Montagezeichnungen Stücklisten für Einzelteile, Bauteile, Sägen, Versand etc. Fertigteilliste Korrosionsschutzangaben Termine Allfällige Beilagen wie z.b. Schweissfolge Prüfanweisungen wie z.b. Masskontrollen Materialbestellungen 49

50 Konstruktionsgestaltung: Bauteilspezifikationen 50

51 51

52 Darf ich mich vorstellen? René Ruflin Projektleitung Produktion und Montage Seit der Lehre 1983 bei Preiswerk + Esser AG Gelernter Metallbauschlosser Sicherheitsbeauftragter Betriebsleiter Produktion + Montage Schweissfachmann Verantwortlicher für die Auszubildenden 52

53 WPS: Aufbau Bei einem erfolgreichen Ergebnis wird aus einer pwps eine WPS Prüfbescheinigung WPQR Unternehmerentscheid: Was brauchen wir? Bedürfnisse der Unternehmung, Fachgebiete Definition der pwps Parameter Schweissgeräte, Nahtart, Vorbehandlung, Schweisszusätze, Gas, Materialqualität und -stärke, Schweissposition, Schweissprozess Abgabe des Prüfstücks an ein akkreditiertes Prüfinstitut (SVS) Dokumente/ Prüfstück: pwps Materialzeugnisse 3.1 (Zusatzwerkstoff, Stahl) Prüfstück Externer Prüfprozess Prüfstück herstellen unter Vorgabebedingungen der pwps WPS Prüfstück Herstellung nach Normvorgaben Ersterfassung als pwps (Dokument) Zusammenstellung der Anforderung in der Praxis Erstellung pwps aus Erkenntnissen der Praxis Anfertigung Prüfstück (1:1) mit Schweisser/Schweissfachperson, Parameter anpassen aus Theorie und praktischer Ausführung 53

54 Schweissverfahren (Stand heute bei Preiswerk + Esser AG) 54

55 Qualifizierte Schweissprozesse 55

56 Beispiel einer WPS 56

57 Identifikation 57

58 Eindeutige Kennzeichnung PE SP

59 Eindeutige Kennzeichnung PE SP Unternehmerbezeichnung 59

60 Eindeutige Kennzeichnung PE SP Kurzform für Schweissprozess 60

61 Eindeutige Kennzeichnung PE SP Schweissprozess-Ordnungs-Nr. 135 = Metall Aktiv Gas (MAG), Schutzgas mit Massivdraht 61

62 Eindeutige Kennzeichnung PE SP Firmeninterne ID-Nr. 62

63 Beispiel PE SP

64 Beispiel PE SP Angaben zu Prüfstück Materialgüte bzw. dicke Nahtart Schweissprozess 64

65 Beispiel PE SP Nahtaufbau Nahtform Bemerkungen 65

66 Beispiel PE SP

67 Beispiel PE SP Parameter Schweissgerät Schweissnahtlagen Zusatzwerkstoffe Vorbehandlungen 67

68 WPS in der Produktion AVOR Produktion Zuteilung nach Schweisskriterien Kontrolle Material und Zusatzwerkstoffe Dokumentenverwaltung Zuordnung Schweissdraht, Schweissgerät, Schweisser Avisierung externe Prüfer SAP Mitarbeiter Produktion Überwachung der Prozesse Kontrolle laufender Dokumentationen 68

69 Schweisser-Prüfungsbescheinigung 69

70 MAG-Schweissgerät 70

71 Schweisskantenvorbereitung Vorher Nachher 20 mm x 1300 mm Stegblech 100 mm x 300 mm Flachstahl Ober- und Unterflansch X-Naht 71

72 Prüfung Ultraschall Kontrolle der Schweissnaht gem. Vorgaben Prüfplan WPS PE SP

73 SVS Prüfprotokoll 73

74 WPS auf Montage: Teil 1 74

75 Montageschweissung Vorgaben mit Schweissanweisung, WPS, Plangrundlagen Spezielle Anforderungen: Witterungsbedingungen bei div. Zwangslagen 75

76 Schraubenprotokoll nach EN

77 77

78 78