Schweisstechnik für Konstrukteure 07.05.2018 Brand Engineering GmbH Raiffeisenplatz 2 9244 Niederuzwil Telefon +41 71 544 11 60 michael.brand@brand-engineering.ch www.brand-engineering.ch 1
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. 10 2 Übersicht Schweissprozesse ca. 20 3 Allgemeines zu Schweissnähten ca. 30 4 Symbolische Darstellung von Schweissnähten ca. 90 5 Toleranzen für Schweisskonstruktionen ca. 20 6 Grundlagen der Schweissnahtberechnung ca. 20 Mittagspause ca. 90 7 Qualität einer Schweissverbindung ca. 60 8 Vermeidung von Schadensfällen ca. 45 9 Gestaltung von Schweisskonstruktionen ca. 70 10 Beispiele für Schweisszeichnungen ca. 15 17:00 Kap. 10 07.05.2018 2018 Brand Engineering GmbH 2
Allgemeines zu Schweissnähten Schweissnaht als Kerbe Kerbwirkung in Stumpfnaht mit Einbrandkerben (äussere Kerbe) DV-Naht quer zur Naht auf Zug beansprucht 07.05.2018 2018 Brand Engineering GmbH 3
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. 07.05.2018 2018 Brand Engineering GmbH 4
Symbolische Darstellung von Schweissnähten Übungen zur symbolischen Darstellung von Schweissnähten Geben Sie im rechten Bild die unterbrochene versetzte Kehlnaht a4 symbolisch an: Oder besser: 07.05.2018 2018 Brand Engineering GmbH 5
Toleranzen für Schweisskonstruktionen Allgemeintoleranzen für Schweisskonstruktionen - ISO 13920 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 07.05.2018 2018 Brand Engineering GmbH 6
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 07.05.2018 2018 Brand Engineering GmbH 7
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? 1 0.3 mm + 0.1 a = 0.6 mm a min = a h = 3 0.6 = 2. 4 mm Zugrosse Kehlnahtdicke: t = 10 mm h 2 1 mm + 0.2 a = 1.6 mm a max = a + h = 3 + 1.6 = 4. 6 mm Die Kehlnahtdicke darf bei Bewertungsgruppe C zwischen 2.4 mm und 4.6 mm liegen!! Wichtig für Berechnungen!! 07.05.2018 2018 Brand Engineering GmbH 8
Gestaltung von Schweisskonstruktionen Anforderungsgerechte Gestaltung Beanspruchungsgerechte Gestaltung Allgemein Aufgeschweisster Klotz 181 MPa 100 % d) U-Profil 156 MPa 86 % 07.05.2018 2018 Brand Engineering GmbH 9
Gestaltung von Schweisskonstruktionen Anforderungsgerechte Gestaltung Beanspruchungsgerechte Gestaltung bei dynamischer Belastung 4. PIT Pneumatic Impact Treatment (Erzeugen von Druckeigenspannungen am Schweissnahtübergang) unbehandelt PIT-behandelt 07.05.2018 2018 Brand Engineering GmbH 10
Gestaltung von Schweisskonstruktionen Fallbeispiel 2: Optimierung Stopfschnecke Fertigung Nahtvorbereitung und Schweissfolgeplan: U-Naht / Wurzelnaht WIG (141) und Zwischen- bzw. Decklage MAG (135) 07.05.2018 2018 Brand Engineering GmbH 11