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Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen > Schweißverbindungen:

Schweißnahtdicke und Schweißnahtlänge

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]

Nachdem wir uns bisher nur mit den gestalterischen und beeinflussenden Aspekten einer Schweißverbindungen auseinandergesetzt haben, wenden wir uns nun den Berechnungen einer Schweißverbindung zu. Am Anfang gilt es wie immer die auftretenden Spannungen zu bestimmen. 

Die für die Nachberechnung notwendigen Querschnitte gründen auf rechnerischen Schweißnahtmodellen, die sich durch Vereinfachungen, Vereinbarungen und Vorschriften aus dem wirklichen Schweißnahtbild ermitteln lassen. Hierzu legt man einen senkrechten Schnitt durch die Schweißnaht, bzw. durch die gemeinsam tragenden Schweißnähte. Anschließend klappt man den Schnitt in die Anschlussebene um.

Die für die Ermittlung des Schweißnahtmodells zu berücksichtigenden Größen sind 

  • die Schweißnahtdicke,
  • die SchweißNahtlänge und -lage

Schenkellänge der Schweißnahtdicke

Die Schweißnahtdicke $ a $ sollte immer mindestens der Dicke des kleineren zu schweißenden Bauteils entsprechen, womit gilt:

Merke

Schweißnahtdicke: $ a = s_{min} $ 

Im vorliegenden Beispiel wäre die Mindestdicke $ s_{min} $ so zu wählen, dass sie der Dicke $\ s_1 $ des Bauteils 1 entspricht. 

Stoßschweißnaht
Stoßschweißnaht

Da jedoch nur in einem Teil der Fälle eine Stoßnaht geschweißt werden kann, hat man eine allgemeingültige Ungleichung aufgestellt, die als Orientierung für die Gestaltung der Schweißnahtdicke dient:

Merke

Allg. Schweißnahtdicke: $ 3mm \le a \le s_{min} $ 

Die ist auch unabhängig davon ob beispielsweise eine Hohlkehlnaht, eine Kehlnaht, oder eine Wölbkehlnaht vorliegt. Entscheidend ist immer die Dicke $ a $

Ausprägungen von Kehlnähten
Ausprägungen von Kehlnähten

Schweißnahtlänge und -lage

Als zweiten Einflussfaktor behandeln wir nun die Schweißnahtlänge und -lage. Bei der Schweißnahtlänge wird immer nur die wirksame Nahtlänge berücksichtigt. Auftretende Einbrandkerben sind nicht tragfähig und müssen in Berechnungen herausgerechnet werden. 

Einbrandkerben bei einer Schweißnaht
Einbrandkerben bei einer Schweißnaht

In der obigen Abbildung ist ein Werkstück auf eine Platte geschweißt worden. An der Außenkante des Werkstücks am Übergang zur Platte liegen Einbrandkerben vor. Diese Kerben treten an den Ecken der Schweißnähte auf und sind das Resultat von Schweißfehlern. Die Nahtdicke ist wie immer mit $\ a $ angegeben. Die Länge des angeschweißten Werkstücks beträgt $ b $.  Für die wirksame Nahtlänge ergibt sich:

Merke

Wirksame Nahtlänge: $ l = b - 2 \cdot a $

Es gibt jedoch eine Trick mit dem sich Einbrandkerben an der Schweißnaht vermeiden lassen. Indem man dem zu schweißenden Bereich Auslaufbleche hinzufügt, entstehen die Einbrandkerben nicht am Werkstück, sondern im Schweißbereich auf den Auslaufblechen. Letztere können mit Abschluss des Schweißvorgangs wieder entfernt werden.

 

Auslaufbleche zur Vermeidung von Einbrandkerben
Auslaufbleche zur Vermeidung von Einbrandkerben

Merke

Wirksame Nahtlänge [mit Auslaufblechen]: $\ l = b \not{-} \not{2} \not{a} $

Methode

Auch bei umlaufenden Nähten werden die Endkrater nicht berücksichtigt.

Wichtig

Im kommenden Kurstext beginnen wir mit den Spannungsberechnungen
Multiple-Choice
Wie berechnet sich die wirksame Schweißnahtänge?
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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 Schweißnahtdicke und Schweißnahtlänge 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

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