Festigkeitsverhalten und fügetechnische Gestaltung von Schweißkonstruktionen

Für die Fertigung und den sicheren Betrieb von modernen Schweißkonstruktionen sind detaillierte Kenntnisse über die schweißtechnische Verarbeitung moderner Stahlwerk­stoffe notwendig. Technisch zuverlässige und wirtschaftliche Bauteile lassen sich häufig nur als Schweißkonstruktion herstellen. Die Gestaltung einer Schweißkonstruktion ist eine aufgabenspezifische und schöpferische Arbeit und entscheidet über die Festigkeit und Tragsicherheit eines Bauteils. Je nach Art und Funktion sind sicherheitsrelevante sowie ästhetische Aspekte zu berücksichtigen. Insbesondere für Leichtbaustrategien unter Einsatz moderner Stähle kommt es darauf an, die Zusammenhänge zwischen Belastung, Bemessung, Gestaltung und Ausführung von schweißtechnischen Konstruktionen zu kennen. Technisch zuverlässige und wirtschaftliche Bauteile lassen sich häufig nur als Schweißkonstruktion herstellen. Die wirtschaftliche-technische Gesamtentwicklung stellt an die moderne schweißtechnische Fertigung von Bauteilen eine Reihe neuer Herausforderungen. So besteht konstruktionsseitig in zahlreichen Branchen der metallverarbeitenden Industrie zur Gewichts- und Kostenersparnis (z.B. Leichtbau) ein zunehmendes Interesse am Einsatz moderner Stähle.

Das Seminar vermittelt Ihnen Kenntnisse über das fügegerechte Konstruieren und das beanspruchungsgerechte Gestalten von geschweißten Konstruktionen. Sie befasst sich mit den Methoden zur Auslegung von Schweißverbindungen und der Berechnung von statisch als auch dynamisch belasteten Schweißverbindungen. Neben der grundsätzlichen Methodik werden Beispiele aus Bereichen des Maschinenbaus vorgestellt.

Die Themenschwerpunkte des Seminars:

• Kenntnisse über die fügetechnische Gestaltung von Schweißkonstruktionen
• Überblick und Vergleich zur Gestaltungsmöglichkeit
• Grundsätze des schweißgerechten Konstruierens, Bemessung von Schweißkonstruktionen
• Formen und Darstellung von Schweißnähten
• Merkmale form-, kraft- und stoffschlüssiger Fügeverfahren
• Kenntnisse über das Festigkeitsverhalten von Schweißverbindungen
• Aspekte zur Betriebssicherheit und Prüfbarkeit gefügter Bauteile
• Belastungsmodi, Tragverhalten, Spannungszustand
• Entstehung, Einteilung und Auswirkungen von Schweißeigenspannungen
• Messtechnische Erfassung von Spannungen, Verzügen und Eigenspannungen
• Methoden zur Auslegung von Schweißverbindungen
• Umgang mit Normen und Regelwerken
• Beispiele zur schweißgerechten Gestaltung in unterschiedlichen Bereichen des Ingenieurbau

Teilnehmerkreis:

Das Seminar wendet sich an Ingenieure und Techniker der stahlverarbeitenden Industrie, sowie insbesondere an das Schweißfachpersonal und an Prüfingenieure des Anlagenbaus (Chemie- und Apparatebau), Kranbau, Behälterbau, Brückenbau.

Das Programm im Überblick:

28.09.2022: Schweißkonstruktion Teil 1

• Einleitung – Formen und Darstellung von Schweißnähten
  
  • Grundsätze des schweißgerechten Konstruierens, Konstruktionsprozesse
  • Formen und Darstellung von Schweißnähten
  • Begriffsklärung, Zeichnerische Darstellung
  • Einflussfaktoren für die Wahl der Nahtart
  • Darstellungsbeispiele in Zeichnungen
  • Rechnerische / effektive Nahtdicke für verschiedene Fugenformen
  • Allgemeintoleranzen
    
    
• Anforderungsgerechte Gestaltung I
  
  • Grundsätze des werkstoffgerechten Konstruierens
  • Die fertigungsgerechte Gestalt, Geschweißte Fachwerkknoten aus Hohlprofilen
  • Gestaltung von Punktschweißverbindungen
  • Toleranzkompensierende Konstruktion, Toleranzausgleich durch Widerstandspunktschweißen
    
    
• Anforderungsgerechte Gestaltung II
  
  • Beanspruchungsgerechte Konstruktion
  • Kraftfluss und Spannungsverteilung in Schweißverbindungen, gestaltungsbedingte Kerbwirkungen
  • Kraftfluss (Spannungsverteilung) bei stoffschlüssigen Verbindungen im Bauteil
  • Vermeidung von Kraftumlenkungen in Schweißnähten
  • Ausführung von Aussteifungen abhängig von der Beanspruchungsart
  • Ausführung von Aussteifungen für dynamische Beanspruchung
  • Wahl der Nahtlage in Bezug zur Bauteilbelastung
  • Beispiele zur Gestaltung von Schmelzschweißverbindungen
  • Schweißplan und Schweißfolgeplan – Normen und Beispiele
    
    
• Anforderungsgerechte Gestaltung – Beispiele
  • Gestaltungsgrundlagen zur Halbzeugauswahl
  • Einsatz optimaler Querschnittformen
  • Gestaltung geschweißter Fachwerkträger
  • Typische Fachwerkformen – Benennung
  • Beispiele für Rohr-Rohr-Schweißungen
  • Anschlüsse im Leichtbau
  • Gestaltung im Automobilbau
  • Beanspruchungsgerechter Stahlgüteeinsatz

29.09.2022: Schweißkonstruktion Teil 2

• Schweißeigenspannungen – Entstehung, Einteilung und Auswirkungen
  
  • Definition Eigenspannungen
  • Eigenspannungssysteme in geschweißten Bauteilen
  • Werkstoff-, beanspruchungs- und fertigungsbedingte Ursachen von Eigenspannungen
  • Auswirkungen des Einspanngrades
  • Schrumpfung und Verzug beim Schweißen – Beispiele aus dem Schiffbau und Flugzeugbau
  • Konstruktive Abhilfemaßnahmen
  • Vorbeugende fertigungstechnische Maßnahmen
  • Nachbehandlungsmaßnahmen zur Verringerung von Schweißeigenspannungen
    
    
• Messtechnische Erfassung von Spannungen, Verzügen und Eigenspannungen
  
  • Wesentliche Methoden zur Eigenspannungsermittlung
  • Zerstörende Verfahren – Bohrlochmethode, Dehnungsmessstreifen
  • Zerstörungsfreie Verfahren - Röntgenografische Eigenspannungsermittlung
  • Zusammenfassung und Vergleich der Messtechniken
  • Spannungsanalyse unter Schrumpfbehinderung an geschweißten Bauteilen – Beispiele
    
    
• Konformitätsnachweis und Tragsicherheit (EC 0 und EC 3)
  
  • Begriff der Tragfähigkeit – Begriffe gemäß DIN EN 1090-1
  • Normensystem im Stahlbau (EN 1090 (EC 0))
  • Konformitätsnachweis und Ausführung nach EN 1090 (EC 0)
  • Konformitätsnachweis nach DIN EN 1090-1 (Begriffe)
  • Konformitätsverfahren für tragende Bauteile
  • Eigenkontrolle durch werkseigene Produktionskontrolle (WPK)
  • Beispiele für WPK-Schweiß-Zertifikat durch Z-Stelle
  • Ausführungsunterlagen und Dokumentation nach DIN EN 1090-2
  • Grundlagen der Schweißnahtberechnung
  • Statischer Tragfähigkeitsnachweis (DIN EN 1993-1-1 (EC 3))
  • Besonderheiten: Festigkeitsnachweis hochfeste Stähle

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