Von der Konstruktion zur fertigen Schweissnaht 1
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
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
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
Preiswerk + Esser AG: Moderne Tradition in Stahl 5
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Preiswerk + Esser AG: Moderne Tradition in Stahl 8
((FOTO Referenzobjekt einfügen)) 9
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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 1-4 12
Zusammenhänge Herstellerqualifikation ISO 9001 WPK Planung / Entwicklung Projekt Produktion / Herstellung Montage / Lieferung 13
Darf ich mich vorstellen? Giuseppe Cucco Dipl. Ing. (FH) Bauingenieur Projektleitung Seit 1.1.2016 bei Preiswerk + Esser AG 44 Jahre, verheiratet, 2 Kinder Diplomingenieur konstruktiver Ingenieurbau Schweissfachingenieur IWE 14
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
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
Theorie Schweissnahtberechnungen 2/5 Übersicht möglicher Spannungen in Schweissnähten 17
Theorie Schweissnahtberechnungen 3/5 Übersicht Spannungsermittlung in Schweissnahtverbindungen 18
Theorie Schweissnahtberechnungen 4/5 Beispiel Spannungsverteilung H-Träger mit Moment und Querkraft 19
Theorie Schweissnahtberechnungen 5/5 Beispiel Ermittlung Trägheitsmoment H-Träger 20
Schweissnahtberechnungen in der Praxis 21
Schweissnahtberechnungen in der Praxis 22
Schweissnahtberechnungen in der Praxis 23
Schweissnahtberechnungen in der Praxis 24
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
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
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
Konstruktionsgestaltung: Schweissposition 28
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
Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 1/6 30
Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 2/6 Vor dem Schweissen erforderliche Qualitätsprüfungen und -dokumente (wichtig bereits in Konstruktionsphase): Schweissaufsichtpersonen nach EN ISO 14731 Schweisserprüfungsbescheinigungen nach ISO 9606 Qualifizierte Schweissverfahren WPQR nach EN ISO 15610 bis EN ISO 15614 Schweissanweisungen WPS nach EN ISO 15609 Besondere Prüfanweisungen 31
Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 3/6 32
Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 4/6 33
Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 5/6 34
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Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 46
Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 47
Konstruktionsgestaltung: Projektbeispiele 6/6 48
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
Konstruktionsgestaltung: Bauteilspezifikationen 50
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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
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
Schweissverfahren (Stand heute bei Preiswerk + Esser AG) 54
Qualifizierte Schweissprozesse 55
Beispiel einer WPS 56
Identifikation 57
Eindeutige Kennzeichnung PE SP 135-15 58
Eindeutige Kennzeichnung PE SP 135-15 Unternehmerbezeichnung 59
Eindeutige Kennzeichnung PE SP 135-15 Kurzform für Schweissprozess 60
Eindeutige Kennzeichnung PE SP 135-15 Schweissprozess-Ordnungs-Nr. 135 = Metall Aktiv Gas (MAG), Schutzgas mit Massivdraht 61
Eindeutige Kennzeichnung PE SP 135-15 Firmeninterne ID-Nr. 62
Beispiel PE SP 135-15 63
Beispiel PE SP 135-15 Angaben zu Prüfstück Materialgüte bzw. dicke Nahtart Schweissprozess 64
Beispiel PE SP 135-15 Nahtaufbau Nahtform Bemerkungen 65
Beispiel PE SP 135-15 66
Beispiel PE SP 135-15 Parameter Schweissgerät Schweissnahtlagen Zusatzwerkstoffe Vorbehandlungen 67
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
Schweisser-Prüfungsbescheinigung 69
MAG-Schweissgerät 70
Schweisskantenvorbereitung Vorher Nachher 20 mm x 1300 mm Stegblech 100 mm x 300 mm Flachstahl Ober- und Unterflansch X-Naht 71
Prüfung Ultraschall Kontrolle der Schweissnaht gem. Vorgaben Prüfplan WPS PE SP 135-17 72
SVS Prüfprotokoll 73
WPS auf Montage: Teil 1 74
Montageschweissung Vorgaben mit Schweissanweisung, WPS, Plangrundlagen Spezielle Anforderungen: Witterungsbedingungen bei div. Zwangslagen 75
Schraubenprotokoll nach EN 14399 76
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