Grundlagen der Schweißverbindungen: Ein vollständiger Leitfaden

Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie das Schweißen einzelne Metallteile in ein einheitliches Ganzes verwandelt? Dieser Artikel erforscht die faszinierende Welt der Schweißverbindungen und untersucht ihre Arten, mechanischen Eigenschaften und die entscheidenden Faktoren bei ihrer Konstruktion. Entdecken Sie, wie diese Verbindungen die Festigkeit und Haltbarkeit von Metallkonstruktionen beeinflussen.

Grundlagen der Schweißverbindungen Ein kompletter Leitfaden

Inhaltsverzeichnis

I. Schweißverbindungen und Schweißnähte

Lichtbogenschweißverbindungen sind komplexe Strukturen, die sich aus vier verschiedenen Bereichen mit jeweils einzigartigen Merkmalen und Eigenschaften zusammensetzen:

  1. Schweißnaht: Der zentrale Teil der Verbindung, in dem der Schweißzusatzwerkstoff und die Grundmetalle zusammengeschmolzen und erstarrt sind. Dieser Bereich weist in der Regel die höchste Festigkeit auf, kann aber bei unsachgemäßer Ausführung auch anfällig für Fehler sein.
  2. Schmelzzone: Der Übergangsbereich zwischen der Schweißnaht und dem Grundwerkstoff, in dem ein teilweises Aufschmelzen stattfindet. Diese Zone ist entscheidend für die Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Verbindung und Lastübertragung zwischen der Schweißnaht und dem Grundwerkstoff.
  3. Wärmeeinflusszone (WEZ): Der Teil des Grundmaterials, der beim Schweißen erheblichen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, aber nicht schmilzt. In der WEZ kommt es häufig zu mikrostrukturellen Veränderungen, die die mechanischen Eigenschaften der Verbindung beeinflussen können.
  4. Grundwerkstoff: Das an die WEZ angrenzende unberührte Grundmetall, das seine ursprünglichen Eigenschaften und sein Gefüge beibehält.
Zusammensetzung der Schmelzschweißverbindung
a) Stumpfstoß b) Überlappungsstoß

1 - Metall schweißen
2 - Geschmolzener Draht
3 - Von der Hitze betroffene Zone
4 - Grundmaterial

1. Mechanische Eigenschaften von Schweißnähten

Schweissverfahren verleiht der Verbindung die folgenden mechanischen Eigenschaften:

1) Heterogenes mechanisches Verhalten von Schweißnähten

Aufgrund der verschiedenen metallurgischen Prozesse, die beim Schweißen ablaufen, und aufgrund der unterschiedlichen Wärme- und Belastungszyklen, die auf die verschiedenen Bereiche einwirken, kommt es zu erheblichen Unterschieden in der Struktur und den Eigenschaften dieser Bereiche. Dies führt zu einer heterogenen mechanischen Leistung der gesamten Verbindung.

2) Ungleichmäßige Spannungsverteilung und -konzentration in Schweißnähten

Geometrische Unregelmäßigkeiten in Schweißverbindungen führen zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Arbeitsspannung und damit zu einer Spannungskonzentration. Wenn Schweißfehler vorhanden sind oder wenn die Form der Schweißnaht oder der Verbindung unpraktisch ist, verstärkt sich die Spannungskonzentration und beeinträchtigt die Festigkeit der Verbindung, insbesondere ihre Ermüdungsfestigkeit.

3) Eigenspannung und Verformung durch ungleichmäßige Erwärmung beim Schweißen

Schweißen ist ein örtlich begrenzter Erwärmungsprozess. Während LichtbogenschweißenDie Temperatur an der Schweißnaht kann den Siedepunkt des Werkstoffs erreichen, sinkt aber außerhalb der Naht schnell auf Raumtemperatur ab. Dieses ungleichmäßige Temperaturfeld führt zu Eigenspannungen und Verformungen innerhalb der Schweißnaht.

4) Hohe Steifigkeit der Schweißnähte

Durch das Schweißen werden die Naht und die Bauteile zu einer Einheit, was im Vergleich zu genieteten oder geschrumpften Verbindungen zu einer höheren Steifigkeit führt.

2. Grundformen von Gelenken

Schweißnaht (auch als Joint bezeichnet): Eine durch Schweißen verbundene Verbindung.

Häufig verwendete Schweißnähte:

Stumpfstoß, T-Stoß, Kreuzstoß, Überlappstoß, Eckstoß, Randstoß, Hülsenstoß, Schrägstoß, Flanschstoß und Doppel-V-Stoß, um nur einige zu nennen.

Die Grundtypen von Schweißverbindungen.

NameSchweißnahtbildungNameSchweißnahtbildung
Stumpfes GelenkStumpfes Gelenk KlemmenanschlussKlemmenanschluss 
T-GelenkT-Gelenk Schräger StoßverbinderSchräger Stoßverbinder 
EckverbindungEckverbindung Flansch-VerbinderFlansch-Verbinder 
ÜberlappungsverbindungÜberlappungsverbindung Abgedichteter StoßverbinderAbgedichteter Stoßverbinder 

1. Stumpfstoß

Eine Stumpfnaht wird durch das Verschweißen der aneinanderstoßenden Kanten zweier in derselben Ebene liegender Werkstücke hergestellt. Diese Verbindungskonfiguration wird aufgrund ihres raffinierten Designs, ihrer überlegenen Tragfähigkeit, ihres hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses und ihrer effizienten Materialausnutzung häufig in verschiedenen Schweißkonstruktionen eingesetzt.

Die Beliebtheit des Stumpfstoßes beruht auf seiner Fähigkeit, Kräfte direkt durch die Schweißnaht zu übertragen, was im Vergleich zu anderen Verbindungsarten zu einer gleichmäßigeren Spannungsverteilung führt. Diese Eigenschaft macht sie besonders geeignet für Anwendungen mit zyklischer Belastung oder ermüdungsanfälligen Umgebungen, wie Druckbehälter, Rohrleitungen und Stahlkonstruktionen.

Da die Verbindung jedoch von Kante zu Kante erfolgt, sind die Anforderungen an die Vorbereitung und Ausrichtung der zu verbindenden Flächen sehr hoch. Eine präzise Kantenvorbereitung, einschließlich des Abschrägens bei dickeren Materialien, und die Einhaltung enger Passungstoleranzen sind entscheidend, um ein vollständiges Eindringen zu gewährleisten und das Risiko von Schweißfehlern zu minimieren.

Beim Schweißen weist die Schweißraupe einer Stumpfnaht normalerweise ein leicht konvexes Profil auf, das über die Oberfläche des Grundmaterials hinausragt. Diese Verstärkung kann zwar für zusätzliche Festigkeit sorgen, schafft aber auch eine geometrische Unstetigkeit. Diese ungleichmäßige Oberfläche kann zu Spannungskonzentrationen an der Schweißnahtspitze führen - der Übergangszone zwischen dem Schweißgut und dem Grundwerkstoff. Um dieses Problem zu entschärfen, können Nachbehandlungen wie Schleifen oder maschinelle Bearbeitung eingesetzt werden, um eine bündige Oberfläche zu erzielen, insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Ermüdungsfestigkeit oder die aerodynamischen Eigenschaften entscheidend sind.

Mit modernen Schweißtechniken wie dem automatisierten Laser- oder Elektronenstrahlschweißen lassen sich qualitativ hochwertige Stumpfnähte mit minimalem Verzug und schmalen Wärmeeinflusszonen herstellen, was die mechanischen Eigenschaften der Verbindung und die strukturelle Integrität insgesamt weiter verbessert.

2. T-Gelenk

Eine T-Verbindung (oder Kreuzverbindung) wird durch die Verbindung von senkrecht zueinander stehenden Bauteilen mittels einer Kehlnaht hergestellt, wodurch eine Konfiguration entsteht, die dem Buchstaben "T" ähnelt. Diese vielseitige Verbindung kann Kräften und Drehmomenten in mehreren Richtungen standhalten, was sie für verschiedene strukturelle Anwendungen unverzichtbar macht. T-Verbindungen finden sich vor allem in Kastenkonstruktionen, bei der Herstellung von Druckbehältern (z. B. Rohr-Mantel-Verbindungen) und bei der Befestigung von Verstärkungsringen für Mannlöcher an Behälterkörpern.

Die Geometrie von T-Stößen stellt besondere Anforderungen an die Spannungsverteilung. Der abrupte Übergang von der Schweißnaht zum Grundwerkstoff verursacht eine erhebliche Verzerrung des Kraftflusses unter äußerer Belastung, was zu einem äußerst ungleichmäßigen und komplexen Spannungsfeld führt. Dieses Phänomen führt zu erheblichen Spannungskonzentrationen sowohl an der Wurzel als auch an der Spitze der Kehlnaht, die kritische Bereiche darstellen, die für Ermüdungsversagen anfällig sind.

Zur Abschwächung dieser Spannungskonzentrationen und zur Verbesserung der Verbindungsleistung können verschiedene Strategien eingesetzt werden:

  1. Volldurchschweißung: Diese Technik gewährleistet eine vollständige Verschmelzung über die gesamte Verbindungsdicke, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Wurzelfehlern verringert und die Lastübertragung verbessert wird.
  2. Optimiertes Schweißnahtprofil: Die Gestaltung eines glatten Übergangs zwischen Schweißnaht und Grundwerkstoff kann zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Spannungen beitragen.
  3. Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT): Mit diesem Verfahren können Eigenspannungen abgebaut und die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht insgesamt verbessert werden.
  4. Schleifen der Schweißnaht: Sorgfältiges Abtragen von Material an der Schweißnaht kann die Spannungskonzentration verringern und die Ermüdungslebensdauer verbessern.
  5. Richtiges Fugendesign: Merkmale wie Zwickel oder Vouten können dazu beitragen, die Lasten effizienter auf die Fuge zu verteilen.

Bei der Konstruktion und Herstellung von T-Verbindungen müssen Ingenieure Faktoren wie Materialauswahl, Schweißparameter und mögliche Belastungsszenarien sorgfältig berücksichtigen, um eine optimale Verbindungsleistung und Langlebigkeit im Betrieb zu gewährleisten.

T-Gelenk

3. Überlappungsverbindung

Ein Überlappstoß entsteht durch Überlappung zweier Bleche und anschließender Kehlnaht am Ende oder an der Seite oder durch Hinzufügen einer Steck- oder Rillenschweißung. Aufgrund des Versatzes der Mittellinien der beiden Bleche in der Überlappungsverbindung wird unter Last ein zusätzliches Biegemoment erzeugt, das folgende Auswirkungen haben kann Schweißnahtfestigkeit.

Daher werden Überlappungsverbindungen normalerweise nicht für die wichtigsten drucktragenden Elemente in Kesseln und Druckbehältern verwendet.

Die erhebliche Formveränderung der Bauteile durch Überlappungsverbindungen führt zu einer komplexeren Spannungskonzentration als bei Stoßverbindungen, was zu einer extrem ungleichmäßigen Spannungsverteilung über die Verbindung führt.

Innerhalb von Überlappungsnähten können diese Schweißnähte aufgrund der unterschiedlichen Belastungsrichtungen, die auf die Überlappungskehlnaht einwirken, als frontal, lateral oder diagonal kategorisiert werden. Kehlnähte.

Überlappungsverbindung

Neben dem Verschweißen von zwei stirnseitig oder seitlich gestapelten Stahlblechen werden bei Überlappungsverbindungen auch Rillen- und Lochschweißungen (Rund- und Langlöcher) durchgeführt. Die Abbildung zeigt den Aufbau einer Überlappungsnaht, die mit einer Nut geschweißt wird.

Zunächst wird das zu verbindende Werkstück in eine Nut gestanzt, und dann wird die Nut mit Schweißgut gefüllt. Der Querschnitt der Rillenschweißung ist rechteckig und ihre Breite ist doppelt so groß wie die Dicke des zu verbindenden Bauteils. Die Länge der Nut sollte etwas kürzer als die Überlappungslänge sein.

Das Stopfenschweißen umfasst Bohren Löcher in den zu verbindenden Blechen, wobei die Rille beim Rillenschweißen ersetzt wird, und das Schweißgut zum Füllen dieser Löcher verwendet wird, wodurch die beiden Bleche verbunden werden. Das Bolzenschweißen kann in zwei Arten unterteilt werden: das Bolzenschweißen mit runden Löchern und das Bolzenschweißen mit länglichen Löchern, wie in der Abbildung dargestellt.

4. Eckverbindung

Eine Eckverbindung entsteht, wenn zwei Bleche an ihren Kanten in einem bestimmten Winkel verschweißt werden. Eckverbindungen werden häufig bei Kastenkonstruktionen, Sattelrohrverbindungen und Verbindungen mit zylindrischen Körpern verwendet. Auch die Verbindung zwischen Feuerrohren und Endkappen in kleinen Kesseln erfolgt in dieser Form.

   Ähnlich wie T-Verbindungen haben einseitige Eckverbindungen einen extrem geringen Widerstand gegen Biegewechselmomente. Sofern die Bleche nicht sehr dünn sind oder die Struktur nicht kritisch ist, sollten die Fasen im Allgemeinen beidseitig geschweißt werden, da sonst die Qualität nicht gewährleistet werden kann.

Eckverbindung

Bei der Auswahl der Verbindungsart sind in erster Linie die Struktur des Produkts sowie Faktoren wie Belastungsbedingungen und Verarbeitungskosten zu berücksichtigen.

Zum Beispiel:

Stumpfstöße sind weit verbreitet, weil sie die Spannung gleichmäßig verteilen und Metall sparen. Allerdings erfordern Stumpfstöße genaue Schnittmaße und eine präzise Montage.

T-Verbindungen sind meist nur geringen Scherbelastungen ausgesetzt oder dienen lediglich als Verbindungsschweißungen.

Überlappungsverbindungen erfordern keine hohe Montagepräzision und sind einfach zu montieren, aber ihre Tragfähigkeit ist gering, so dass sie im Allgemeinen in unkritischen Strukturen verwendet werden.

Die Anforderungen an die Schweißnahtqualität, die Schweißnahtgröße, die Schweißnahtposition, die Werkstückdicke, die geometrischen Abmessungen und die Arbeitsbedingungen bei der Konstruktion von Schweißverbindungen bestimmen die Vielfalt bei der Auswahl Schweißverfahren und Formulierungsprozesse. Eine vernünftige Konstruktion und Auswahl von Schweißverbindungen gewährleistet nicht nur die Festigkeit der Schweißnähte und der gesamten Stahlkonstruktion, sondern vereinfacht auch den Produktionsprozess und senkt die Herstellungskosten.

Die wichtigsten Faktoren bei der Planung und Auswahl von Schweißverbindungen:

  1. Strukturelle Integrität: Sicherstellen, dass die Schweißverbindung die mechanischen, thermischen und chemischen Beständigkeitsanforderungen der vorgesehenen Anwendung erfüllt oder übertrifft, unter Berücksichtigung von Faktoren wie statische und dynamische Belastung, Ermüdungsfestigkeit und Umweltbedingungen.
  2. Schweißbarkeit: Wählen Sie eine Verbindungskonfiguration, die mit dem gewählten Schweißverfahren kompatibel ist, und berücksichtigen Sie dabei Faktoren wie Materialstärke, Zugänglichkeit und Automatisierungspotenzial. Vergewissern Sie sich, dass die Konstruktion der Verbindung eine ordnungsgemäße Verschmelzung und Durchdringung ermöglicht.
  3. Vereinfachung und Optimierung: Gestalten Sie die Verbindungen so einfach wie möglich und bevorzugen Sie flache und automatisierte Schweißpositionen. Minimieren Sie Überkopf- und Vertikalschweißungen und vermeiden Sie maximale Belastungen direkt an der Schweißnaht. Nutzen Sie die computergestützte Konstruktion (CAD) und die Finite-Elemente-Analyse (FEA) zur Optimierung der Verbindungsgeometrie.
  4. Materialverträglichkeit: Wählen Sie Schweißverfahren und Schweißzusatzwerkstoffe, die die Funktionalität der Verbindung bei Auslegungstemperaturen und in korrosiven Umgebungen gewährleisten. Berücksichtigen Sie Faktoren wie Wärmeausdehnung, galvanische Korrosion und Anforderungen an die Wärmebehandlung nach dem Schweißen.
  5. Verzugskontrolle: Minimieren Sie schweißbedingte Verformungen und Eigenspannungen durch eine geeignete Verbindungsgestaltung, Reihenfolge und Kontrolle der Wärmezufuhr. Bringen Sie die technischen Anforderungen mit den verfügbaren Fähigkeiten des Personals und der Ausrüstung in Einklang.
  6. Strukturelle Effizienz: Entwerfen Sie Schweißnähte so, dass sie, wann immer möglich, als Verbindungselemente dienen, und integrieren Sie sie in die Gesamtkonstruktion, um eine optimale Lastübertragung und Materialausnutzung zu gewährleisten.
  7. Prüffähigkeit: Stellen Sie sicher, dass die Schweißverbindung sowohl für die Prüfung während des Prozesses als auch nach dem Schweißen leicht zugänglich ist und verschiedene zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) wie Sicht-, Ultraschall- oder Durchstrahlungsprüfungen möglich sind.
  8. Kosteneffizienz: Optimieren Sie die Verbindungsvorbereitung und die Schweißverfahren, um die Arbeits-, Material- und Ausrüstungskosten zu minimieren, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Berücksichtigen Sie Faktoren wie die Kantenvorbereitung, Passungstoleranzen und Schweißposition.
  9. Optimierung der Kehlnaht: Vermeiden Sie übergroße Kehlnähte, da Untersuchungen zeigen, dass größere Kehlnähte die Tragfähigkeit pro Flächeneinheit beeinträchtigen. Verwenden Sie Spannungsanalysen und Normen, um die optimale Kehlnahtgröße für die jeweilige Anwendung zu bestimmen.
  10. Standardisierung: Wann immer möglich, sollten standardisierte Verbindungsdesigns und Schweißsymbole verwendet werden, um die Kommunikation zu verbessern, Fehler zu reduzieren und eine einheitliche Fertigung bei verschiedenen Projekten zu ermöglichen.

Tabelle 1-2: Vergleichende Auslegung von Schweißnahtformen

Grundsätze der FugengestaltungFehleranfällige KonstruktionVerbessertes Design
Erhöhen Sie die Front Winkelnaht
Die geplante Schweißnahtposition sollte das Schweißen und die Inspektion erleichtern.
Um die Spannungskonzentration an der Überlappschweißnaht zu verringern, sollte sie als Verbindung mit einer gewissen Spannungsentlastung ausgeführt werden.
Schneiden Sie die scharfen Ecken der Verstärkungsrippen ab
Schweißnähte sollten verteilt sein
Vermeiden Sie Kreuzschweißnähte
Schweißnähte sollten auf oder in der Nähe der neutralen Achse in einer symmetrischen Position ausgeführt werden.
Die biegebeanspruchten Schweißnähte sollten auf der Zugseite und nicht auf der ungeschweißten Druckseite ausgeführt werden.
Vermeiden Sie Schweißnähte an Stellen, an denen sich die Belastung konzentriert.
Schweißnähte sollten nicht in Bereichen mit maximaler Belastung liegen.
Die Bearbeitungsfläche sollte frei von Schweißnähten sein.
Die Position der automatischen Schweißnähte sollte so gewählt werden, dass die Einstellung der Schweißgeräte und die Anzahl der Werkstückumdrehungen möglichst gering sind.

3. Grundformen von Schweißnähten

Eine Schweißnaht ist die Verbindung, die durch das Zusammenschweißen von Teilen entsteht.

Kategorien:

1. Auf der Grundlage der räumlichen Positionierung können sie unterteilt werden in: flache Schweißnähte, horizontale Schweißnähte, vertikale Schweißnähte und Überkopfschweißnähte.

2. Nach der Art der Verbindung kann man zwischen Stumpfschweißnähten, Eckschweißnähten und Steckschweißnähten unterscheiden.

3. Auf der Grundlage der Kontinuität kann zwischen kontinuierlichen Schweißnähten und unterbrochenen Schweißnähten unterschieden werden.

4. Auf der Grundlage der Tragfähigkeit kann man sie in Arbeitsschweißnähte und Kontaktschweißnähte unterteilen.

Die Schweißnaht ist ein wesentlicher Bestandteil der Schweißverbindung. Die Grundformen der Schweißnaht sind die Stumpfstoßschweißnaht und die Eckstoßschweißnaht.

1. Stumpfschweißnähte:

Stumpfschweißnähte werden an der Verbindungsstelle zwischen zwei Teilen gebildet. Sie können entweder eine ungerillte (oder I-förmige) oder eine gerillte Form haben. Die Oberflächenform der Schweißnaht kann entweder konvex oder bündig mit der Oberfläche sein.

2. Eckschweißnähte:

Querschnittsform von Eckschweißnähten

4. Arbeitsschweißnähte und Kontaktschweißnähte

Arbeitsschweißnähte (auch als tragende Schweißnähte bekannt)

Es handelt sich um Schweißnähte, die in Reihe mit den geschweißten Teilen die Hauptlast tragen. Sollten diese Nähte reißen, würde die Stahlkonstruktion sofort schwere Schäden erleiden.

Kontaktschweißnähte (auch bekannt als nicht tragende Schweißnähte)

Dies sind Schweißnähte, die zwei oder mehr geschweißte Teile parallel miteinander verbinden (d. h. eine Verbindung herstellen). Diese Nähte sind nicht direkt belastet und unterliegen im Betrieb nur geringen Kräften. Wenn eine solche Naht reißen würde, würde die Struktur nicht sofort versagen.

5. Grundformen von Rillen

1. Arten von Rillen

Eine Nut ist ein Graben, der durch die Bearbeitung bestimmter geometrischer Formen an den zu verschweißenden Teilen eines Werkstücks entsprechend den Konstruktions- oder Verfahrensanforderungen entsteht.

Vorbereitung der Rillen:

Der Prozess der Bearbeitung der Rille mit mechanischen Methoden, Flamme oder elektrischem Lichtbogen.

Zweck der Rillenvorbereitung:

(1) Um sicherzustellen, dass der Lichtbogen für eine vollständige Verschmelzung tief in die Wurzel der Schweißnaht eindringt, um eine optimale Schweißnahtbildung zu erreichen und um die Schlackenentfernung zu erleichtern.

(2) Für legierte StähleMit der Rille wird auch das Verhältnis von Grundmetall zu Zusatzwerkstoff (d. h. das Schmelzverhältnis) eingestellt.

Je nach Dicke des Blechs können die Schweißkanten der Stumpfschweißnähte gerollt, quadratisch oder in V-, X-, K- und U-förmige Nuten bearbeitet werden.

(2) Abhängig von der Dicke des Werkstücks, der Struktur und den Belastungsbedingungen können die Nutformen für Eckverbindungen und T-Verbindungen in I-Form, einseitige V-Form mit stumpfer Kante und K-Form unterteilt werden.

Nuten für Eck- und T-förmige Fugen

a) I-förmig
b) Einseitig V-förmig (mit stumpfer Kante)
c) K-förmig (mit stumpfem Rand)

2. Grundsätze für die Rillengestaltung

Die Form und die Abmessungen der Rille werden in erster Linie auf der Grundlage der Dicke der Stahlkonstruktion, des gewählten Schweißverfahrens, der Schweißposition und des Schweißprozesses ausgewählt und entworfen. Der Entwurf sollte:

1) Minimieren Sie die Menge des Zusatzwerkstoffs in der Schweißnaht;

2) Gut ausstellen Schweißbarkeit;

3) Stellen Sie sicher, dass die Rillenform leicht zu bearbeiten ist;

4) Erleichtert die Einstellung der Schweißverformung;

Im Allgemeinen ist es möglich, beim Schweißen von Werkstücken bis zu einer Dicke von 6 mm mit dem Elektroden-Lichtbogenschweißen oder beim automatischen Schweißen von Werkstücken bis zu einer Dicke von 14 mm eine qualifizierte Schweißnaht ohne Fugenvorbereitung zu erhalten.

Es muss jedoch ein Spalt zwischen den Platten eingehalten werden, um sicherzustellen, dass der Schweißzusatz das Schweißbad füllt und eine vollständige Verschmelzung gewährleistet ist. Wenn die Stahlplatte die oben genannte Dicke überschreitet, kann der Lichtbogen nicht durch die Platte dringen, und es sollte eine Rillenpräparation in Betracht gezogen werden.

II. Darstellungsmethoden für Schweißnähte

Um eine präzise und genaue Fertigung ihrer Entwürfe zu gewährleisten, müssen Ingenieure die technischen Spezifikationen von Strukturen und Produkten durch detaillierte Konstruktionszeichnungen und umfassende Spezifikationsdokumente umfassend vermitteln.

Für Schweißverbindungen verwenden Konstrukteure in erster Linie standardisierte Schweißsymbole und Schweißverfahrenscodes. Während herkömmliche technische Entwurfsmethoden verwendet werden können, kann die grafische oder textliche Darstellung der komplizierten Schweißprozessanforderungen und -überlegungen für komplexe Verbindungen übermäßig schwerfällig und anfällig für Fehlinterpretationen werden.

Folglich ist die Verwendung von standardisierten Symbolen und Codes von entscheidender Bedeutung für die eindeutige Spezifizierung der folgenden kritischen Aspekte von Schweißnähten:

  1. Art der Schweißung (z. B. Kehlnaht, Rille, Punkt, Naht)
  2. Verbindungsgeometrie (z. B. Stumpf, Überlappung, T, Ecke)
  3. Abmessungen der Schweißnaht (z. B. Größe, Länge, Abstand)
  4. Positionierung der Schweißnaht (z. B. Pfeilseite, andere Seite, beide Seiten)
  5. Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit
  6. Schweißverfahren (z. B. GMAW, GTAW, SMAW)
  7. Zusätzliche Spezifikationen (z. B. Wurzelöffnung, eingeschlossener Winkel für Rillenschweißnähte)

Diese standardisierten Darstellungen rationalisieren nicht nur den Arbeitsablauf von der Konstruktion bis zur Fertigung, sondern minimieren auch Kommunikationsfehler, erhöhen die Produktivität und gewährleisten eine gleichbleibende Qualität in verschiedenen Fertigungsumgebungen. Darüber hinaus erleichtern sie die Einhaltung internationaler Schweißnormen wie AWS A2.4 oder ISO 2553, die für globale Fertigungsabläufe und Qualitätssicherung unerlässlich sind.

1. Schweißnahtsymbole und Codes für Schweißverfahren

Symbole für Schweißnähte: Auf den Zeichnungen markierte Symbole zur Darstellung von Form, Größe und Art der Schweißnaht.

Sie werden durch GB/T324-1998 "Symbolische Darstellung von Schweißnähten" (gilt für Metallschmelzschweißen und Widerstandsschweißen) und GB/T5185-1999 "Darstellungscodes für Metallschweißen und Hartlöten Methoden auf Zeichnungen.

Ein Schweißnahtsymbol besteht aus:

  • grundlegende Symbole
  • zusätzliche Symbole
  • weitere Symbole
  • Größensymbole der Schweißnaht
  • Führungslinien.

Grundlegende Symbole: Diese Symbole stellen die Querschnittsform der Schweißnaht dar, die sich der Form des Schweißnahtquerschnitts annähert.

Namen von SchweißnähtenQuerschnittsform der Schweißnaht.Symbol
I-förmige Schweissnaht  
V-förmige SchweißnahtV-förmige Schweißnaht  
Stumpfkantige V-förmige SchweißnahtStumpfkantige V-förmige Schweißnaht  
Einseitige V-förmige SchweißnahtErster Abschnitt: Schweißverbindungen und SchweißnähteArc-Schweißverbindungen bestehen aus vier Teilen: der Schweißnaht, der Schmelzzone, der Wärmeeinflusszone und dem Grundwerkstoff in der Nähe der Schweißnaht.Zusammensetzung der Schmelzschweißverbindunga) Stumpfstoß b) Überlappstoß1 - Schweißgut 2 - Schmelzdraht 3 - Wärmeeinflusszone 4 - GrundwerkstoffMechanische Eigenschaften von SchweißverbindungenDer Schweißprozess verleiht der Verbindung folgende mechanische Eigenschaften:1) Heterogene mechanische Eigenschaften von SchweißverbindungenAufgrund der verschiedenen metallurgischen Prozesse, die während des Schweißens ablaufen, und der unterschiedlichen thermischen Zyklen und Belastungszyklen, die auf die verschiedenen Bereiche einwirken, kommt es zu erheblichen Unterschieden in der Struktur und den Eigenschaften dieser Bereiche. Dies führt zu einer heterogenen mechanischen Leistung der gesamten Verbindung.2) Ungleichmäßige Spannungsverteilung und -konzentration in SchweißverbindungenGeometrische Unstetigkeiten in Schweißverbindungen führen zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Arbeitsspannung und einer anschließenden Spannungskonzentration. Wenn Schweißfehler vorhanden sind oder wenn die Form der Schweißnaht oder der Verbindung unpraktisch ist, verstärkt sich die Spannungskonzentration und beeinträchtigt die Festigkeit der Verbindung, insbesondere die Dauerfestigkeit.3) Eigenspannungen und Verformungen aufgrund ungleichmäßiger Erwärmung beim SchweißenSchweißen ist ein lokaler Erwärmungsprozess. Während des Lichtbogenschweißens kann die Temperatur an der Schweißnaht den Siedepunkt des Materials erreichen, sinkt aber von der Naht weg schnell auf Raumtemperatur ab. Dieses ungleichmäßige Temperaturfeld führt zu Eigenspannungen und Verformungen in der Schweißnaht.4) Hohe Steifigkeit von SchweißverbindungenDurch das Schweißen werden die Naht und die Bauteile vereinheitlicht, was zu einer höheren Steifigkeit im Vergleich zu Niet- oder Schrumpfverbindungen führt.I. Grundformen von VerbindungenSchweißverbindung (auch als Joint bezeichnet): Eine Verbindung, die durch Schweißen hergestellt wird.Gängige Schweißverbindungen:Stumpfstoß, T-Stoß, Kreuzstoß, Überlappungsstoß, Eckstoß, Kantenstoß, Muffenstoß, Schrägstoß, Flanschstoß und Doppel-V-Stumpfstoß, unter anderem.Die Grundtypen von Schweißverbindungen.NameSchweißnahtbildungNameSchweißnahtbildungStumpfstoß Endverbindung T-Stoß Schrägstoßverbindung Eckverbindung Flanschverbindung Überlappungsstoß Versiegelte Stumpfstoßverbindung 1. StumpfstoßEin Stumpfstoß entsteht durch das Zusammenschweißen der Kanten zweier Werkstücke, die in derselben Ebene liegen. Diese Art der Verbindung ist die am weitesten verbreitete und raffinierteste in verschiedenen Schweißkonstruktionen und zeichnet sich durch eine hervorragende Belastbarkeit, hohe Festigkeit und eine effiziente Nutzung von Metallwerkstoffen aus. Da es sich jedoch um eine Kante-an-Kante-Verbindung handelt, sind die Anforderungen an die Verarbeitung und den Zusammenbau der verbundenen Teile recht hoch. Bei der Schweißproduktion liegt die Schweißnaht der Stumpfstoßverbindung in der Regel etwas höher als die Oberfläche des Grundmaterials. Diese Überhöhung führt zu einer nicht glatten Oberfläche des Bauteils und verursacht eine Spannungskonzentration am Übergang zwischen der Schweißnaht und dem Grundwerkstoff.2. T-Stoß Ein T-Stoß (oder Kreuzstoß) wird durch die Verbindung senkrecht stehender Teile mit einer Kehlnaht gebildet. T-Verbindungen können Kräften und Drehmomenten aus verschiedenen Richtungen standhalten. Aufgrund des scharfen Übergangs von der Schweißnaht zum Grundwerkstoff kommt es bei T-Verbindungen zu einer erheblichen Verformung der Kraftlinie bei äußeren Kräften, was zu einer sehr ungleichmäßigen und komplexen Spannungsverteilung führt. Dies führt zu einer erheblichen Spannungskonzentration sowohl an der Wurzel als auch an der Spitze der Kehlnaht. Die Sicherstellung der vollständigen Durchdringung ist eine entscheidende Maßnahme zur Verringerung der Spannungskonzentration in T-Verbindungen.T-Verbindung3. Überlappungsfuge Eine Überlappungsfuge entsteht durch die Überlappung zweier Bleche und die anschließende Ausführung einer Kehlnaht am Ende oder an der Seite oder durch Hinzufügen einer Steck- oder Rillenschweißung. Aufgrund des Versatzes der Mittellinien der beiden Bleche in der Überlappungsnaht wird unter Last ein zusätzliches Biegemoment erzeugt, das die Schweißnahtfestigkeit beeinträchtigen kann. Die erhebliche Formveränderung der Bauteile durch Überlappverbindungen führt zu einer komplexeren Spannungskonzentration als bei Stumpfnähten, was zu einer extrem ungleichmäßigen Spannungsverteilung über die Verbindung führt. Innerhalb von Überlappungsverbindungen können diese Schweißnähte aufgrund der unterschiedlichen Belastungsrichtungen, die auf die Überlappungskehlnaht einwirken, als stirnseitige, seitliche oder diagonale Kehlnähte kategorisiert werden.ÜberlappungsverbindungNeben dem Verschweißen von zwei stirnseitig oder seitlich gestapelten Stahlblechen werden bei Überlappungsverbindungen auch Rillenschweißungen und Steckschweißungen (runde Löcher und Langlöcher) durchgeführt. Der Aufbau einer Überlappschweißung ist in der Abbildung dargestellt. Zunächst wird das zu verbindende Werkstück in eine Nut gestanzt, und dann wird die Nut mit Schweißgut gefüllt. Der Querschnitt der Rillenschweißung ist rechteckig und ihre Breite beträgt das Doppelte der Dicke des zu verbindenden Bauteils. Beim Stumpfschweißen werden Löcher in die zu verbindenden Bleche gebohrt, die Nut durch eine Rillenschweißung ersetzt und diese Löcher mit Schweißgut gefüllt, um die beiden Bleche zu verbinden. Es gibt zwei Arten des Steckschweißens: das Rundloch-Steckschweißen und das Langloch-Steckschweißen, wie in der Abbildung dargestellt.4. EckverbindungEine Eckverbindung entsteht, wenn zwei Bleche an ihren Kanten in einem bestimmten Winkel verschweißt werden. Eckverbindungen werden häufig bei Kastenkonstruktionen, Sattelrohrverbindungen und Verbindungen mit zylindrischen Körpern verwendet. Auch die Verbindung zwischen Feuerrohren und Endkappen in kleinen Kesseln wird in dieser Form hergestellt.   Ähnlich wie T-Verbindungen haben einseitige Eckverbindungen einen äußerst geringen Widerstand gegen Biegewechselmomente. Bei der Wahl der Verbindungsart sind in erster Linie die Struktur des Produkts sowie Faktoren wie Beanspruchungsbedingungen und Verarbeitungskosten zu berücksichtigen: Stumpfstöße sind weit verbreitet, weil sie die Spannung gleichmäßig verteilen und Metall sparen. T-Verbindungen halten meist nur geringe Scherspannungen aus oder dienen lediglich als Verbindungsschweißungen.Überlappverbindungen erfordern keine hohe Montagepräzision und sind leicht zu montieren, haben aber eine geringe Tragfähigkeit und werden daher in der Regel bei unkritischen Konstruktionen eingesetzt.Die Anforderungen an Schweißnahtqualität, Schweißnahtgröße, Schweißnahtposition, Werkstückdicke, geometrische Abmessungen und Arbeitsbedingungen bei der Gestaltung von Schweißverbindungen bestimmen die Vielfalt bei der Auswahl der Schweißverfahren und der Formulierung der Prozesse. Eine vernünftige Planung und Auswahl von Schweißverbindungen gewährleistet nicht nur die Festigkeit der Schweißnähte und der gesamten Stahlkonstruktion, sondern vereinfacht auch den Produktionsprozess und senkt die Herstellungskosten.Hauptfaktoren bei der Planung und Auswahl von Schweißverbindungen:1. Sicherstellen, dass die Schweißverbindung den Nutzungsanforderungen entspricht.2. Die Verbindungsform kann das gewählte Schweißverfahren aufnehmen.3. Die Verbindungsform sollte so einfach wie möglich sein, wobei nach Möglichkeit flache Schweißungen und automatische Schweißverfahren verwendet werden. Vermeiden Sie Überkopf- und Vertikalschweißungen und belasten Sie die Schweißnaht nicht maximal.4. Das Schweißverfahren sollte sicherstellen, dass die Schweißverbindung bei der Auslegungstemperatur und in korrosiven Medien ordnungsgemäß funktioniert.5. Schweißverformungen und -spannungen sollten so gering wie möglich gehalten werden, um die technischen, personellen und gerätetechnischen Voraussetzungen für den Bau zu erfüllen.6. Entwerfen Sie die Schweißnaht nach Möglichkeit so, dass sie als Verbindungsnaht dient.7. Die Schweißnaht sollte leicht zu prüfen sein.8. Die Schweißvorbereitung und die Schweißkosten sollten gering sein.9. Vermeiden Sie bei Kehlnähten die Wahl und Gestaltung übergroßer Schweißwinkel. Tests zeigen, dass große Kehlnähte eine geringere Tragfähigkeit pro Flächeneinheit aufweisen.Tabelle 1-2: Vergleichende Bemessung von SchweißnahtformenGrundsätze der VerbindungsbemessungFehleranfällige BemessungVerbesserte BemessungVergrößerung des vorderen SchweißwinkelsDie geplante Schweißnahtposition sollte das Schweißen und die Inspektion erleichternUm die Spannungskonzentration an der Überlappschweißnaht zu verringern, Schweißnähte sollten verteilt werdenKreuzschweißnähte sind zu vermeidenSchweißnähte sollten auf oder in der Nähe der neutralen Achse in einer symmetrischen Position angeordnet werdenDie Schweißnähte, die einer Biegung ausgesetzt sind, sollten auf der Zugseite und nicht auf der ungeschweißten Druckseite angeordnet werden.Die Schweißnähte sollten nicht in Bereichen mit maximaler Beanspruchung platziert werden.Die Bearbeitungsfläche sollte frei von Schweißnähten sein.Die Position der automatischen Schweißnähte sollte so gewählt werden, dass die Einstellung der Schweißgeräte und die Anzahl der Werkstückumdrehungen minimiert wird.II. Grundformen von SchweißnähtenEine Schweißnaht ist die Verbindung, die nach dem Zusammenschweißen von Teilen entsteht.Kategorien:1. nach der räumlichen Positionierung kann sie unterteilt werden in: flache Schweißnähte, horizontale Schweißnähte, vertikale Schweißnähte und Überkopfschweißnähte.2. nach der Art der Verbindung kann sie kategorisiert werden in: Stumpfschweißnähte, Eckschweißnähte und Steckschweißnähte.3.Nach dem Kriterium der Kontinuität werden sie unterschieden in: kontinuierliche Schweißnähte und intermittierende Schweißnähte.4. nach dem Kriterium der Tragfähigkeit werden sie unterschieden in: Arbeitsschweißnähte und Kontaktschweißnähte.Die Schweißnaht ist ein wesentlicher Bestandteil der Schweißverbindung. Die Grundformen der Schweißnaht sind die Stumpfschweißnaht und die Eckschweißnaht.1. Stumpfschweißnähte: Stumpfschweißnähte werden an der Verbindungsstelle zwischen zwei Teilen gebildet. Sie können entweder eine ungerillte (oder I-förmige) oder eine gerillte Form haben. Die Oberflächenform der Schweißnaht kann entweder konvex oder bündig mit der Oberfläche sein.2. Eckschweißnähte:Querschnittsform von Eckschweißnähten3. Arbeitsschweißnähte und KontaktschweißnähteArbeitsschweißnähte (auch als tragende Schweißnähte bezeichnet) sind Schweißnähte, die in Reihe mit den geschweißten Teilen in erster Linie Lasten tragen. Sollten diese Nähte reißen, würde die Stahlkonstruktion sofort schwere Schäden erleiden.Kontaktschweißnähte (auch als nicht tragende Schweißnähte bezeichnet) sind Schweißnähte, die zwei oder mehr geschweißte Teile parallel miteinander verbinden (d. h. eine Verbindung herstellen). Diese Nähte tragen keine direkte Last und sind im Betrieb nur minimalen Kräften ausgesetzt. Sollte eine solche Naht reißen, würde die Konstruktion nicht sofort versagen.III. Grundformen von Rillen1. Arten von NutenEine Nut ist ein Graben, der durch die Bearbeitung bestimmter geometrischer Formen an den zu schweißenden Teilen eines Werkstücks entsprechend den Konstruktions- oder Prozessanforderungen gebildet wird.Nutenvorbereitung: Der Prozess der Bearbeitung der Nut mit mechanischen Methoden, Flamme oder elektrischem Lichtbogen.Zweck der Nutvorbereitung:(1) Um sicherzustellen, dass der Lichtbogen tief in die Wurzel der Schweißnaht eindringt, um eine vollständige Verschmelzung zu erreichen, um eine optimale Schweißnahtbildung zu erzielen und um die Schlackenentfernung zu erleichtern.(2) Bei legierten Stählen passt die Nut auch das Verhältnis von Grundwerkstoff zu Schweißzusatzwerkstoff an (d.h. das Schmelzverhältnis), Je nach Blechdicke können die Schweißkanten von Stumpfschweißnähten in V-, X-, K- und U-förmige Nuten gerollt, gekantet oder maschinell bearbeitet werden.(2) Je nach Werkstückdicke, Gefüge und Belastungsbedingungen lassen sich die Nutenformen für Eck- und T-Stöße in I-Form, einseitige V-Form mit stumpfer Kante und K-Form unterteilen.Nuten für Eck- und T-Verbindungena) I-Form b) Einseitige V-Form (mit stumpfer Kante) c) K-Form (mit stumpfer Kante)2. Grundsätze für die NutgestaltungDie Form und die Abmessungen der Nut werden in erster Linie auf der Grundlage der Dicke der Stahlkonstruktion, des gewählten Schweißverfahrens, der Schweißposition und des Schweißprozesses ausgewählt und gestaltet. Das Design sollte:1) die Menge an Zusatzwerkstoff in der Schweißnaht minimieren;2) eine gute Schweißbarkeit aufweisen;3) sicherstellen, dass die Nutform leicht zu bearbeiten ist;4) die Anpassung der Schweißverformung erleichtern;Im Allgemeinen ist es möglich, beim Schweißen von Werkstücken bis zu einer Dicke von 6 mm mit Elektrodenlichtbogenschweißen oder beim automatischen Schweißen von Werkstücken bis zu einer Dicke von 14 mm eine qualifizierte Schweißnaht ohne Nutvorbereitung zu erhalten. Allerdings muss ein Spalt zwischen den Blechen eingehalten werden, damit der Schweißzusatz das Schweißbad füllt und eine vollständige Verschmelzung gewährleistet ist. Wenn die Stahlplatte die oben genannte Dicke überschreitet, kann der Lichtbogen nicht durch die Platte dringen, und es sollte eine Nutvorbereitung in Betracht gezogen werden. Darstellungsmethoden für Schweißverbindungen Um sicherzustellen, dass ihre Entwürfe von den Herstellern genau und korrekt ausgeführt werden, müssen die Konstrukteure die technischen Bedingungen der Konstruktionen und Produkte auf den Konstruktionszeichnungen und den Konstruktionsspezifikationen umfassend darstellen.für Schweißverbindungen verwenden die Konstrukteure in der Regel standardisierte Symbole für Schweißnähte und Codes für Schweißverfahren. Daher ist die Verwendung von standardisierten Symbolen und Codes zur eindeutigen Angabe von Art, Form, Größe, Position, Oberflächenbeschaffenheit, Schweißverfahren und damit verbundenen Bedingungen der Schweißverbindung äußerst wichtig.I. Schweißnahtsymbole und Codes für SchweißverfahrenSchweißnahtsymbole: Sie werden durch GB/T324-1998 "Symbolische Darstellung von Schweißnähten" (für Metallschmelzschweißen und Widerstandsschweißen) und GB/T5185-1999 "Darstellungscodes für Metallschweiß- und Lötverfahren auf Zeichnungen" geregelt.Ein Schweißnahtsymbol besteht aus: GrundsymbolenErgänzungssymbolenZusatzsymbolenGrößensymbolen der Schweißnahtführungslinien.Grundsymbole: Diese Symbole stellen die Querschnittsform der Schweißnaht dar und geben annähernd die Form des Schweißnahtquerschnitts wieder.SchweißnahtnamenQuerschnittsform der Schweißnaht.SymbolI-förmige Schweißnaht V-förmige Schweißnaht Abgestumpfte V-förmige Schweißnaht Einseitige V-förmige Schweißnaht Abgestumpfte einseitige V-förmige Schweißnaht Abgestumpfte U-förmige Schweißnaht Dichtungsschweißnaht Kehlnaht Pfropfenschweißung oder Rillenschweißung Flare-V-Schweißung Punktschweißung Nahtschweißung Ergänzende Symbole: Diese Symbole stehen für zusätzliche Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit der Schweißnaht. Zusatzsymbole werden im Allgemeinen in Verbindung mit den Grundsymbolen für Schweißnähte verwendet, wenn besondere Anforderungen an die Oberflächenform der Schweißnaht bestehen.NameSchweißtechnikSymbolAnweisungenFlaches Symbol Bezeichnet eine bündige Schweißnahtoberfläche.Konkaves Symbol Bezeichnet eine konkave Schweißnahtoberfläche.Konvexes Symbol Bezeichnet eine konvexe Schweißnahtoberfläche.Symbole für Schweißnahtverstärkung: Dies sind Symbole, die zur weiteren Veranschaulichung bestimmter Merkmale einer Schweißnaht verwendet werden.NameFormSymbol AngabeSymbol mit Pad Zeigt das Vorhandensein eines Stützstreifens an der Unterseite der Schweißnaht an.Dreiseitiges Schweißsymbol Weist auf dreiseitige Schweißnähte und die Richtung der Öffnung hin.Rundnaht Symbol Symbol für eine Schweißnaht, die das Werkstück umgibt.Feldsymbol Symbol für das Schweißen vor Ort oder auf einer Baustelle.Schwanzsymbol Verweis auf das Schwanzende des Bleiliniensymbols kann auf GB5185-1999 für Schweißverfahren und ähnliche Bezeichnungen verwiesen werden: Dies sind Symbole, die verwendet werden, um die Abmessungen von Nut- und Schweißnahtmerkmalen darzustellen.Symbol NameSchematische DarstellungσBlechdicke cSchweißnahtbreite bFußspalt KWSchweißspitzenhöhe pStumpfkantenhöhe dSchweißpunktdurchmesser hSchweißnahtverstärkung sEffektive SchweißnahtdickeGleiche Schweißverbindung NMengensymbol eSchweißnahtabstand lSchweißnahtlänge RRußradius Führungslinie: Zur Vereinfachung der Beschriftung und der textlichen Erläuterung von Schweißverfahren können die Codes für verschiedene Schweißverfahren wie Metallschweißen und Hartlöten verwendet werden, die gemäß der nationalen Norm GB/T 5185-1999 mit arabischen Ziffern gekennzeichnet sind. Die Anmerkungen zu den Schweißverfahren befinden sich am Ende des Leitfadens.NameSchweißverfahrenBogenschweißen1Schutzgasschweißen111Unterpulverschweißen12Metall-Inertgasschweißen (MIG)131Wolfram-Inertgasschweißen (WIG)141Druckschweißen4Ultraschallschweißen41Reibschweißen42Diffusionsschweißen45Explosionsschweißen441Widerstandsschweißen2Punktschweißen21Nahtschweißen22Flammschweißen24Gasschweißen3Sauerstoff-Acetylenschweißen311Oxy-Propan-Schweißen312Sonstige Schweißverfahren7Laserschweißen751Elektronenstrahl76II. Darstellung von Schweißverbindungen auf Zeichnungen(A) Schematische Darstellung von SchweißnähtenNach dem nationalen Standard GB/Tl2212-1990 "Technical Drawing - Dimensions, Proportions, and Simplified Representation of Welding Symbols" können Schweißnähte, wenn sie auf Zeichnungen vereinfacht dargestellt werden müssen, in Ansichten, Schnittdarstellungen oder Querschnittsdarstellungen oder sogar in axonometrischen Darstellungen zur Veranschaulichung dargestellt werden.(II) Beschriftung von SchweißsymbolenDie nationalen Normen GB/T324-1988, GB/T5185-1999 und GB/T12212-1990 legen jeweils die Beschriftungsmethoden für Schweißsymbole und Schweißverfahrenscodes fest.(1) Schweißsymbole und Schweißverfahrenscodes können durch Hilfslinien und einschlägige Vorschriften genau und eindeutig dargestellt werden.(2) Bei der Beschriftung von Schweißnähten sind zunächst die grundlegenden Schweißsymbole über oder unter den Bezugslinien zu beschriften, und die anderen Symbole werden an ihren jeweiligen Positionen wie vorgeschrieben beschriftet.(3) Es gibt im Allgemeinen keine besonderen Anforderungen an die Position der Pfeillinie in Bezug auf die Schweißnaht, aber bei der Beschriftung von V-förmigen, einseitigen V-förmigen, J-förmigen usw., Bei der Beschriftung von V-förmigen, einseitig V-förmigen, J-förmigen usw. Schweißnähten sollte der Pfeil jedoch auf das Werkstück mit der Nut zeigen.(4) Falls erforderlich, kann die Pfeillinie einmal gebogen werden.(5) Die imaginäre Bezugslinie kann über oder unter der tatsächlichen Bezugslinie gezeichnet werden.(6) Die Bezugslinie sollte im Allgemeinen parallel zur Unterkante der Zeichnung verlaufen, kann aber unter besonderen Bedingungen auch senkrecht zur Unterkante verlaufen.(7) Befinden sich die Schweißnaht und die Pfeillinie auf der gleichen Seite der Verbindung, so wird das Schweißnahtgrundsymbol auf der Seite der tatsächlichen Bezugslinie eingetragen; befinden sich umgekehrt die Schweißnaht und die Pfeillinie nicht auf der gleichen Seite der Verbindung, so wird das Schweißnahtgrundsymbol auf der Seite der gedachten Bezugslinie eingetragen.Das Schweißnahtgrundsymbol kann bei Bedarf durch Größensymbole und Angaben ergänzt werden.1) Auf der linken Seite des Grundsymbols werden die Maße im Querschnitt der Schweißnaht angegeben, wie z. B.: Stumpfkantenhöhe p, Nuthöhe H, Schweißwinkelgröße K, Schweißnahtresthöhe h, wirksame Dicke der Schweißnaht S, Wurzelradius R, Schweißnahtbreite C und Schweißnuggeldurchmesser d.2) Die Maße in Richtung der Schweißnahtlänge sind auf der rechten Seite des Grundsymbols angegeben, wie z. B.: Schweißnahtlänge L, Schweißnahtabstand e und Anzahl der identischen Schweißnähte n.3) Der Nutwinkel α, der Nutflächenwinkel β, der Wurzelspalt b und andere Maße sind auf der oberen oder unteren Seite des Grundsymbols angegeben.4) Das Symbol für die Anzahl der identischen Schweißnähte ist am hinteren Ende angegeben.5) Wenn viele Maße zu kennzeichnen sind und diese nicht leicht zu unterscheiden sind, kann das entsprechende Maßsymbol vor den Daten eingefügt werden.NameSchematische DarstellungBeschriftungStumpfschweißnaht Intermittierende Kehlnaht Gestaffelte intermittierende Kehlnaht Punktschweißnaht Schweißnaht Schweißnaht Stopfenschweißnaht oder Rillenschweißnaht III. Vereinfachte Beschriftung von SchweißnähtenIn GB/T12212-1990 werden unter bestimmten Umständen auch vereinfachte Beschriftungsmethoden für Schweißnähte vorgeschrieben.  
Stumpfkantige einseitige V-förmige SchweißnahtStumpfkantige einseitige V-förmige Schweißnaht  
Stumpfkantige U-förmige SchweissnahtStumpfkantige U-förmige Schweissnaht  
Versiegeln der SchweißnahtVersiegeln der Schweißnaht  
KehlnahtKehlnaht  
Stopfenschweißung oder RillenschweißungStopfenschweißung oder Rillenschweißung  
Flare-V-SchweißungFlare-V-Schweißung  
PunktschweißenPunktschweißen  
NahtschweißungNahtschweißung  

Ergänzende Symbole: Diese Symbole stehen für zusätzliche Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit der Schweißnaht. Zusatzsymbole werden im Allgemeinen in Verbindung mit den Grundsymbolen für Schweißnähte verwendet, wenn besondere Anforderungen an die Oberflächenform der Schweißnaht bestehen.

NameUnterstützt Technik des SchweißensSymbolAnweisungen
Flaches SymbolFlaches Symbol  Zeigt eine bündige Schweißfläche an.
Konkaves SymbolKonkaves Symbol  Zeigt eine konkave Schweißfläche an.
Konvexes SymbolKonvexes Symbol  Zeigt eine konvexe Schweißfläche an.

Symbole für die Schweißnahtverstärkung: Dies sind Symbole, die zur Veranschaulichung bestimmter Merkmale einer Schweißnaht verwendet werden.

NameFormularSymbol Anzeige
Symbol mit PadSymbol mit Pad  Zeigt das Vorhandensein eines Stützstreifens an der Unterseite der Schweißnaht an.
Dreiseitiges SchweißnahtsymbolDreiseitiges Schweißnahtsymbol  Schlägt dreiseitige Schweißnähte und die Richtung der Öffnung vor.
Symbol für RundnahtschweißenSymbol für Rundnahtschweißen  Symbolisiert eine Schweißnaht, die das Werkstück umgibt.
Feld Symbol  Bezeichnet Schweißarbeiten, die vor Ort oder auf einer Baustelle durchgeführt werden.
Schwanz-Symbol Schwanz-Symbol Für das hintere Ende des Bleileitungssymbols kann auf GB5185-1999 für Schweißverfahren und ähnliche Bezeichnungen verwiesen werden."

Symbole für Schweißnahtabmessungen: Dies sind Symbole, die zur Darstellung der Abmessungen von Rillen- und Schweißnahtmerkmalen verwendet werden.

Symbol NameSchematisches Diagramm
σBlechdickeBlechdicke
cBreite der SchweißnahtBreite der Schweißnaht
bWurzelspalteWurzelspalte
KHöhe der SchweißnahtHöhe der Schweißnaht
pHöhe der stumpfen Kante
dSchweißpunktdurchmesserSchweißpunktdurchmesser
aRillenwinkelRillenwinkel
hSchweißnaht-VerstärkungSchweißnaht-Verstärkung
sEffektive SchweißnahtdickeGleiche SchweißnahtEffektive SchweißnahtdickeGleiche Schweißnaht
NMenge SymbolMenge Symbol
eSchweißnaht-AbstandSchweißnaht-Abstand
lLänge der Schweißnaht Länge der Schweißnaht 
RWurzelradiusWurzelradius
HHöhe der RilleHöhe der Rille

Führungslinie: Besteht aus einer gepfeilten Führungslinie, zwei Bezugslinien (horizontale Linien) - eine durchgezogene und eine gestrichelte Linie - sowie einem Heckteil.

Zur Vereinfachung der Beschriftung und textlichen Erläuterung von Schweißverfahren können die Codes für verschiedene Schweißverfahren wie Metallschweißen und Hartlöten verwendet werden, die gemäß der nationalen Norm GB/T 5185-1999 mit arabischen Ziffern bezeichnet werden.

Die Vermerke zum Schweißverfahren befinden sich am Ende der Hilfslinie.

NameVerfahren zum Schweißen
Lichtbogenschweißen1
Abgeschirmt Metallbogen Schweißen111
Unterpulverschweißen12
Metall Inert Gasschweißen (MIG)131
Wolfram-Inertgas-Schweißen (TIG)141
Druckschweißen4
Ultraschallschweißen41
Reibungsverschweißung42
Diffusionsschweißen45
Explosionsschweißen441
Widerstandsschweißen2
Punktschweißen21
Nahtschweißung22
Abbrennstumpfschweißen24
Gasschweißen3
Autogenes Schweißen311
Autogen-Propan-Schweißen312
Andere Schweissverfahren7
Laserschweißen751
Elektronenstrahl76

2. Darstellung von Schweißnähten auf Zeichnungen

Schematische Darstellung von Schweißnähten

Gemäß der nationalen Norm GB/Tl2212-1990 "Technische Zeichnung - Abmessungen, Proportionen und vereinfachte Darstellung von Symbole für das Schweißen"Wenn es notwendig ist, Schweißnähte auf Zeichnungen vereinfacht darzustellen, können sie zur Veranschaulichung durch Ansichten, Schnitte oder Querschnitte oder sogar axonometrische Ansichten dargestellt werden.

Im Allgemeinen ist nur eine Art der Darstellung pro Zeichnung zulässig.

(a) Zeichnungsmethode für die Stirnseite der Schweißnaht
(b) Zeichnungsmethode der Schweißnaht Schnittansicht
(c) Verfahren zum Zeichnen des Schweißprofils

3. Beschriftung von Schweißsymbolen

Die nationalen Normen GB/T324-1988, GB/T5185-1999 und GB/T12212-1990 legen jeweils die Beschriftungsmethoden für Schweißsymbole und Schweißverfahrenscodes fest.

(1) Schweißsymbole und Schweißverfahrenscodes können durch Richtlinien und einschlägige Vorschriften genau und eindeutig dargestellt werden.

(2) Bei der Beschriftung von Schweißnähten sind zunächst die Grundsymbole der Schweißnaht über oder unter den Bezugslinien zu beschriften; die anderen Symbole sind an den vorgeschriebenen Stellen anzubringen.

(3) Für die Lage der Pfeillinie in Bezug auf die Schweißnaht gibt es im Allgemeinen keine besonderen Anforderungen, aber bei der Kennzeichnung von V-förmigen, einseitigen V-förmigen, J-förmigen usw. Schweißnähten sollte der Pfeil auf das Werkstück mit der Nut zeigen.

(4) Wenn nötig, kann die Pfeillinie einmal gebogen werden.

(5) Die imaginäre Bezugslinie kann oberhalb oder unterhalb der realen Bezugslinie gezogen werden.

(6) Die Bezugslinie sollte im Allgemeinen parallel zur Unterkante der Zeichnung verlaufen, kann aber unter besonderen Bedingungen auch senkrecht zur Unterkante verlaufen.

(7) Befinden sich die Schweißnaht und die Pfeillinie auf derselben Seite der Verbindung, so wird das Grundsymbol der Schweißnaht auf der Seite der tatsächlichen Bezugslinie angebracht; befinden sich umgekehrt die Schweißnaht und die Pfeillinie nicht auf derselben Seite der Verbindung, so wird das Grundsymbol der Schweißnaht auf der Seite der imaginären Bezugslinie angebracht.

Falls erforderlich, kann das Grundsymbol für die Schweißnaht durch Größensymbole und Daten ergänzt werden.

Grundsätze der Kommentierung:

1) Auf der linken Seite des Grundsymbols sind die Abmessungen des Schweißnahtquerschnitts angegeben, wie z. B.: Höhe der stumpfen Kante p, Höhe der Nut H, Größe des Schweißwinkels K, Resthöhe der Schweißnaht h, wirksame Dicke der Schweißnaht S, Wurzelradius R, Breite der Schweißnaht C und Durchmesser des Schweißnuggets d.

2) Auf der rechten Seite des Grundsymbols sind die Abmessungen in Richtung der Schweißnahtlänge angegeben, wie z. B.: Schweißnahtlänge L, Schweißnahtabstand e und Anzahl der identischen Schweißnähte n.

3) Der Nutwinkel α, der Nutflächenwinkel β, der Wurzelspalt b und andere Abmessungen sind auf der Ober- oder Unterseite des Grundsymbols angegeben.

4) Das Symbol für die Anzahl der identischen Schweißnähte ist am hinteren Ende angebracht.

5) Wenn es viele Dimensionen zu markieren gibt und diese nicht leicht zu unterscheiden sind, kann das entsprechende Dimensionssymbol vor den Daten hinzugefügt werden.

NameSchematisches DiagrammKennzeichnung
StumpfschweißnahtStumpfschweißnaht  
Stumpfschweißnaht  
Intermittierende KehlnahtIntermittierende Kehlnaht  
Gestaffelte intermittierende KehlnahtGestaffelte intermittierende Kehlnaht  
PunktschweißnahtPunktschweißnaht  
Naht SchweißnahtNaht Schweißnaht  
Stopfenschweißnaht oder RillenschweißnahtStopfenschweißnaht oder Rillenschweißnaht  

4. Vereinfachte Beschriftung von Schweißnähten

In GB/T12212-1990 sind unter bestimmten Umständen auch vereinfachte Beschriftungsmethoden für Schweißverbindungen vorgesehen.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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