ingenieurkurse
online lernen

Besser lernen mit Online-Kursen

NEU! Jetzt online lernen:
Maschinenelemente 1
Den Kurs kaufen für:
einmalig 39,00 €
Zur Kasse
Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen > Schweißverbindungen:

Einflussfaktoren einer Schweißnahtverbindung

WebinarTerminankündigung aus unserem Online-Kurs Thermodynamik:
 Am 13.12.2016 (ab 16:00 Uhr) findet unser nächstes Webinar statt.
Gratis-Webinar (Thermodynamik) Innere Energie, Wärme, Arbeit
- Innerhalb dieses 60-minütigen Webinares wird der 1. Hauptsatz der Thermodynamik für geschlossene Systeme behandelt und auf die innere Energie, Wärme und Arbeit eingegangen.
[weitere Informationen] [Terminübersicht]

Wir werden nun die drei Einflussfaktoren näher untersuchen.

Werkstoffkennwerte der Naht

Im Bereich der Schweißnaht kommt es infolge des Schweißens zu einer Veränderung der Werkstoffkennwerte des Grundwerkstoffs. Im günstigen Fall liegt eine Verbindung vor, die die Ungleichung

$\sigma_{G Schweißnaht} > \sigma_{V Schweißnaht} $ 

erfüllt. Dies bedeutet, dass die zulässige Spannung über der auftretenden Spannung liegt. Oft ist es jedoch so, dass in Folge des Schweißens eine martensitische Versprödung in der wärmebeeinflussten Zone auftritt. Dann ändert sich die Ungleichung zu

$\sigma_{G Schweißnaht} \le \sigma_{V Schweißnaht} $.

Gleichzeitig treten auch Anrisse auf, wo zwischen Schweißnaht und Grundwerkstoff unterschiedliches Verformungsverhalten herrscht. Weil letzteres von der  Schweißverbindung, der Konstruktiven Gestaltung und der Belastungsrichtung abhängt, existieren für besonders wichtige Anwendungen Wöhler-Linien und Smith-Diagramme, die speziell auf Schweißverbindungen zugeschnitten sind. 

Qualität der Ausführung

Wie tragfähig eine Schweißverbindung in der Praxis wirklich ist, hängt nicht zuletzt von der Ausführungsklasse der Schweißnaht ab. Bei der Einteilung orientiert man sich an den Kriterien Durchführung und Prüfung des Schweißvorgangs, die beide einen Einfluss auf den Grenzwert haben. 

Man unterscheidet für gewöhnlich drei Güteklassen von Schweißvorgängen.

  • Güteklasse 1: Der Schweißvorgang wird von einem geprüften Schweißer durchgeführt, der seine Prüfung nicht im Werk abgelegt hat. Nach dem Schweißen erfolgt dann eine vollständige Schweißnahtprüfung mit Durchstrahlung, wie z.B. Ultraschallverfahren. Bei Bedarf werden die Nähte anschließend bearbeitet. 

$\rightarrow $ Schweißprofi

  • Güteklasse 2: Der Schweißvorgang wird auch hier von einem geprüften Schweißer durchgeführt, der seine Prüfung nicht im Werk abgelegt hat. Nach dem Schweißen erfolgt eine Prüfung, die aber nicht vollständig vollzogen wird. Auch werden die Schweißnähte nicht nachbearbeitet. Schweißarbeiten, die sich an dieser Güteklasse orientieren, sind der Normalfall in der Praxis. 

$\rightarrow $ Gelernter Schweißer, mit ausreichenden Schweißkenntnissen

  • Güteklasse 3: Hier werden weder der Schweißer noch die Schweißnaht einer Prüfung unterzogen. Die Ergebnisse sind vergleichsweise bescheiden. 

$\rightarrow $ Studentischer Praktikant, nach kurzer Einweisung vom Vorarbeiter. 

Um sich die Unterschiede der Güteklassen in Bezug auf ihre Festigkeit besser vor Augen halten zu können, ein kurzes Zahlenbeispiel:

Beispiel

Gegenüber Güteklasse 2 weist Güteklasse 1 eine 20%-höhere Festigkeit auf.
Gegenüber Güteklasse 1 weist Güteklasse 3 eine 50%-niedrigere Festigkeit auf. 

An diesen Unterschieden lässt sich bereits ermessen, dass bestimmte Bauteile nur einer bestimmen Klasse zuordnet werden könne. 

  • Eindeutig der Güteklasse 1 zuzuordnen sind: Kolbenstangen, Kranhaken, Turbinenläufer oder Druckbehälter
  • Der Güteklasse 2 können zugeordnet werden: Getriebegehäuse, Radkränze oder Behälter
  • In Güteklasse 3 finden sich einfachste Bauteile wie: Gestelle, Ständer oder Kästen.
Kerbwirkung der Naht

Infolge des Schweißvorgangs entstehen Eigenspannungen und Kerbwirkungen, wie sie Ihnen vielleicht aus der Fertigungstechnik bekannt sind. Eigenspannungen und Schweißverzug sind in erster Linie von der Bauteilgeometrie und dem Schweißverfahren abhängig. Dennoch können sie durch Anwendung von Schweißfolge-Technologien, also der Durchführungsreihenfolge, günstig beeinflusst werden. Eine Möglichkeit besteht darin, zuerst punktuell zu Schweißen [Heften] und anschließend durchzuschweißen.

Aus den gegebenen Einflüssen wurden anwendungsspezifische Berechnungsverfahren entwickelt, die teilweise genormt sind und unterschiedliche Regelungen beinhalten.  

Die Regelungen betreffen 

  • die Festlegung von $ \sigma_{zul} $ und $ \tau_{zul} $ 
  • die Vorschriften für die Auswahl der anzuwendenden Hypothese. 
  • die Höhe, der zu berücksichtigenden Sicherheiten. 
Multiple-Choice
Gibt es Möglichkeiten die auftreten Kerbwirkung an der Schweißnaht zu reduzieren?
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

Bild von Autor Jan Morthorst

Autor: Jan Morthorst

Dieses Dokument Einflussfaktoren einer Schweißnahtverbindung ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Maschinenelemente 1.

Jan Morthorst verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses Maschinenelemente 1Maschinenelemente 1
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Maschinenelemente 1

Ingenieurkurse (ingenieurkurse.de)
Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Kurs: Maschinenelemente 1
    • Einleitung zu Kurs: Maschinenelemente 1
  • Konstruktionseinflüsse
    • Einleitung zu Konstruktionseinflüsse
    • Marktanforderungen als Konstruktionseinfluss
    • Technische Anforderungen an Konstruktionen
    • Fertigungsbedingungen für Konstruktionen
    • Rechtliche Rahmenbedingungen für Konstruktionen
  • Berechnungsgrundlagen
    • Einleitung zu Berechnungsgrundlagen
    • Beanspruchungsanalyse
    • Grundbelastungsarten von Bauteilen
      • Einleitung zu Grundbelastungsarten von Bauteilen
      • Bestimmung der Zugkraft
        • Einleitung zu Bestimmung der Zugkraft
        • Spannungs-Dehnungs-Diagramm
        • Hooksche Gesetz
      • Bestimmung der Flächenpressung
      • Bestimmung und Berechnung der Biegung
      • Bestimmung und Berechnung der Normalspannungen bei Biegung
      • Bestimmung und Berechnung der Schubkraft bei Biegung
      • Bestimmung und Berechnung der Torsion
    • Zusammengesetzte Beanspruchungen
    • Hauptspannungszustände
    • Vergleichsspannungen
    • Hypothesen
      • Versagenshypothesen
      • Normalspannungshypothese
      • Schubspannungshypothese
      • Gestaltänderungenergieshypothese
      • Zusammenfassung und Anwendung
  • Beanspruchungsfälle und Werkstoffkennwerte
    • Einleitung zu Beanspruchungsfälle und Werkstoffkennwerte
    • Statische Beanspruchung
    • Dynamische Beanspruchung
    • Wöhler-Kurve und Smith-Diagramm
  • Kerbwirkung und konstruktive Gestaltung
    • Einleitung zu Kerbwirkung und konstruktive Gestaltung
    • Kerbwirkung unter statischer Beanspruchung
    • Kerbwirkung unter dynamischer Beanspruchung
    • Beispiel zur Berücksichtigung der Kerbwirkung
  • Verbindungen und Verbindungselemente
    • Einleitung zu Verbindungen und Verbindungselemente
    • Stoffschlüssige Verbindungen
      • Einleitung zu Stoffschlüssige Verbindungen
      • Schweißverbindungen
        • Einleitung zu Schweißverbindungen
        • Grundlagen des Festigkeitsnachweises einer Schweißverbindung
        • Einflussfaktoren einer Schweißnahtverbindung
        • Schweißnahtdicke und Schweißnahtlänge
        • Berechnung der Spannungen einer Schweißverbindung
        • Vergleichsspannung einer Schweißverbindung
        • Grenzspannung und Sicherheit einer Schweißverbindung
      • Lötverbindungen und Klebeverbindungen
        • Einleitung zu Lötverbindungen und Klebeverbindungen
        • Gemeinsame Richtlinien zur Gestaltung
        • Richtlinien zur Gestaltung von Klebeverbindungen
    • Formschlüssige Verbindungen
      • Einleitung zu Formschlüssige Verbindungen
      • Bolzen und Stifte
        • Einleitung zu Bolzen und Stifte
        • Eigenschaften einer Stiftverbindung
        • Eigenschaften einer Bolzenverbindung
        • Festigkeitsberechnung einer Bolzen- und Stiftverbindung
        • Spannungsbestimmung einer Bolzenverbindung
    • Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen
      • Einleitung zu Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen
      • Pass- und Gleitfedern
        • Einleitung zu Pass- und Gleitfedern
        • Festigkeitsberechnung einer Passfederverbindung
      • Profilwellenverbindungen
      • Mitnehmerverbindungen (axial),
      • Sicherungsringe, Splinte und Federstecker
    • Kraftschlüssige Verbindungen
      • Einleitung zu Kraftschlüssige Verbindungen
      • Reibschlüssige Verbindungen
        • Einleitung zu Reibschlüssige Verbindungen
        • Reibungsarten
        • Reibungszustände
        • Schmierstoffe
        • Werkstoffpaarungen
      • Pressverbindungen
        • Einleitung zu Pressverbindungen
        • Festigkeitsnachweise einer Pressverbindung
          • Einleitung zu Festigkeitsnachweise einer Pressverbindung
          • Grenzen durch Rutschen
          • Grenzen durch Werkstofffestigkeit
      • Spannelementverbindungen
        • Einleitung zu Spannelementverbindungen
        • Ringfeder-Spannelement
        • Druckhülse und Sternscheibe
      • Klemmverbindungen
      • Keilverbindungen
  • 72
  • 3
  • 100
  • 141
einmalig 39,00
umsatzsteuerbefreit gem. § 4 Nr. 21 a bb) UStG
Online-Kurs Top AngebotTrusted Shop

Unsere Nutzer sagen:

  • Phillipp Grünewald

    Phillipp Grünewald

    "ingenieurkurse.de hat mir besonders bei den Mathe-Themen geholfen. Super Erklärungen!"
  • Martina Pfeiffer

    Martina Pfeiffer

    "Klasse für den Einstieg ins Ingenieurstudium."
  • Marcel Eberhardt

    Marcel Eberhardt

    "Ich mache mir dank euch keine Sorgen für die Prüfungen. Danke!"

NEU! Sichere dir jetzt die perfekte Prüfungsvorbereitung und spare 10% bei deiner Kursbuchung!

10% Coupon: lernen10

Zu den Online-Kursen