So verwenden Sie den Rechner zur Überprüfung der Schweißnahtfestigkeit und Kehlnahtdimensionierung
- Geben Sie die Schweißverbindungskonfiguration und den Lasttyp ein und passen Sie die Optionen nach Bedarf an.
- Führen Sie das Tool aus und überprüfen Sie seine Ergebnisse, Beweise und Einschränkungen.
- Kopieren oder laden Sie das Ergebnis herunter und vergleichen Sie es dann mit der tatsächlichen Website, den Quelldaten oder den Geschäftsunterlagen.
Versuchen Sie es mit einem konkreten Beispiel
Standardmäßige Doppelkehlnaht: 120 mm effektive Länge pro Seite, 8 mm Schenkel, 60 kN Last und beispielhafte zulässige Scherspannung E70XX von 145,5 MPa. Die Ausladung beträgt 0,7071×8=5,6568 mm, die Gesamtfläche 1357,632 mm² und die Scherspannung 44,19 MPa, was einen Modellsicherheitsfaktor von 3,29 ergibt. Die zusätzliche Annahme von 1,5 Reserven ergibt einen erforderlichen Schenkel von etwa 3,645 mm, aufgerundet auf 4 mm. Dabei wird nur die vereinfachte statische Scherung geprüft, nicht die vollständige Schweißnahtkonformität.
So interpretieren Sie Ergebnisse
Schweißverbindungen sind wichtige tragende Verbindungen in Strukturrahmen, Schwermaschinen, Druckbehältersätteln und Brücken. Kehlnähte versagen vor allem bei Scherung über den wirksamen Hals von 45°, unabhängig von der globalen Zug- oder Biegebelastung. Bei einer zu kleinen Schweißnaht kommt es zu katastrophalen Scherrissen, während eine zu große Schweißnaht zu übermäßigem Wärmeeintrag, WEZ-Versprödung und Schweißnahtverzug führt. Dieses Tool überprüft die Halsgeometrie und die Spannungsgrenzen des Codes.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen der Kehlnahtschenkelgröße und der effektiven Halsdicke?
Die Beingröße (a) ist die Länge der rechtwinkligen Dreiecksschenkel, gemessen von der Gelenkwurzel bis zu den Schweißnahtspitzen mit einer mechanischen Schweißlehre. Der effektive Hals (t_e) ist der kürzeste Abstand von der Wurzel zur Hypotenusenfläche. Für eine standardmäßige 45°-gleichschenklige Kehlnaht gilt: t_e = a · cos(45°) ≈ 0,707 × a. Kraftberechnungen basieren ausschließlich auf der effektiven Halsfläche und nicht auf der Beingröße.
Warum werden Kehlnähte hauptsächlich anhand der Scherbeanspruchung unter allen Lastrichtungen bewertet?
Spannungstensoren an asymmetrischen Kehlnähten zeigen ausgeprägte Spannungskonzentrationen entlang der 45°-Halsebene. Metalle haben eine wesentlich geringere Scherstreckgrenze als Zugstreckgrenze (~0,577 x Zugfestigkeit nach von Mises). Über 99 % der Kehlnahtfehler beginnen als Scherrisse entlang der Kehle. Folglich gehen AWS D1.1 und AISC von der konservativen Annahme aus, dass alle Kräfte in Scherung am Hals aufgelöst werden.
Was bedeutet 70 in AWS E70XX und wie sollte es mit unedlen Metallen übereinstimmen?
In AWS-Bezeichnungen bezeichnet „E“ die Elektrode und die ersten beiden Ziffern geben die garantierte Mindestzugfestigkeit in ksi (kips pro Quadratzoll) an. „70“ steht für 70 ksi (490 MPa / 70.000 psi), passend zu den Baustählen ASTM A36, A572 Gr.50 und Q355. E60 steht für 60 ksi (415 MPa) für Weichkohlenstoffstähle. Die Vorschriften schreiben vor, dass die Stärke des Zusatzwerkstoffs an das Grundmetall angepasst werden muss, ohne dass eine übermäßige Anpassung erforderlich ist, die zu Kaltrissen führt.
Warum sollte die Größe der Schweißschenkel im Verhältnis zur Blechdicke innerhalb der Ober- und Untergrenzen liegen?
Eine zu kleine Beingröße auf dickem Blech (z. B. 3-mm-Schweißnaht auf 20-mm-Blech) erleidet starkes Abschrecken durch schnelles Abkühlen des Grundmetalls und bildet spröden Martensit, der zu Kaltrissen neigt. AWS D1.1 schreibt Mindestschweißnahtgrößen pro Blechdicke vor. Umgekehrt führen Schweißnähte, die größer als nötig sind, zu übermäßiger Winkelverzerrung, Restzugspannung und verschwendeter Arbeit und Zusatzwerkstoff.