Wirtschaftliches Konstruieren beim Schweißen

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    07-Mar-2016

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Vor allem die Funktionssicherheit und die Fertigungskostenwerden ganz entscheidend durch eine richtige, beanspruchungsgerechte schweitechnische Ausfhrung bestimmt.

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<ul><li><p>Wirtschaftlichkeit in der Konstruktion</p><p>2.2 Hinweise fr den Konstrukteur</p><p>Funktionssicherheit und FertigungskostenDer Schweikonstrukteur ist die Fachkraft fr die Berechnung und Gestaltung von Schweikonstruktionen. Vor allem die Funktionssicherheit und die Fertigungskostenwerden ganz entscheidend durch eine richtige, beanspruchungsgerechte schweitechnische Ausfhrung bestimmt.Konstruieren ist</p><p>das vorwiegend schpferische, auf Wissen und Erfahrung gegrndete und optimale Lsungen anstrebende Vorausdenken technischer Erzeugnisse, Ermitteln ihresfunktionellen und strukturellen Aufbaus und Schaffung fertigungsreifer Unterlagen sowiefr technische Probleme optimale Lsungen zu finden und dafr fertigungsreife Unterlagen zu schaffen.</p><p>Ziel des Konstruierens ist damit die optimale Lsung.</p><p>Herstellung, Gebrauch und EntsorgungDie optimale Lsung ist erreicht, wenn sie alle Anforderungen bezglich Herstellung, Gebrauch und Entsorgung erfllt und zudem wirtschaftlich, also kostengnstig ist.Damit gilt:</p><p>Optimale Herstellbarkeit liegt vor, wenn die Bauteile so gestaltet sind, dass sie mit minimalem Kosten- und Zeitaufwand gefertigt und montiert werden knnen.Optimale Funktionserfllung liegt vor, wenn die notwendigen Funktionen unter den vorgegebenen Bedingungen (z.B. Belastungen, Klima, Umweltvertrglichkeit)erfllt sind.Optimale Entsorgung gewinnt mit zunehmenden Kosten fr Rohstoffe und Entsorgung an Bedeutung. Im Konstruktionsprozess wird sie durch recyclinggerechtesGestalten bercksichtigt.</p><p>Konstruktive Gestaltung des zu schweienden BauteilsBeim fertigungsgerechten Konstruieren sind verschiedene Fragestellungen zu beachten:</p><p>Gibt es Alternativen bei der Bauteilgestaltung, zum Fertigungsverfahren oder zum Werkstoff?Sind Forderungen an die Makro- und Mikrogeometrie gerechtfertigt bzw. umsetzbar und prfbar?Ist Transport bzw. Montage mglich?</p><p>Das Verhalten eines Werkstoffs beim Schweien ist keine reine Werkstoffeigenschaft, sondern wird u.a. von dem angewandten Schweiverfahren, vom eingesetztenZusatzwerkstoff sowie von der konstruktiven Gestaltung des zu schweienden Bauteils bestimmt.</p><p>Die konstruktive Gestaltung des BauteilsDie Wahl des Werkstoffs hngt von den geforderten mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften ab. Der Werkstoff hat also der zu erwartendenBetriebsbeanspruchung in der gewhlten Konstruktion gerecht zu werden. Die konstruktive Gestaltung des Bauteils muss so ausgefhrt werden, dass bei dem gewhltenWerkstoff das vorgesehene Schweiverfahren anwendbar ist. Dies wiederum beeinflusst sowohl die konstruktive Gestaltung des Bauteils als auch die Eigenschaften desWerkstoffs.Bei den meisten Konstruktionsaufgaben stehen also mehrere Kriterien im Widerspruch. Daher geht es beim Konstruieren immer um Kompromisse. Beim heutigenWettbewerbsdruck der Unternehmen und immer krasser werdenden Terminvorstellungen der Kunden wird das Ausbalancieren dieser Kompromisse zu einer stndigenGratwanderung.</p><p>Anforderungsprofil fr einen KonstrukteurEin guter Konstrukteur muss daher die oben genannten Kriterien und Regeln nicht nur ungefhr kennen, sondern er muss przise abschtzen knnen, welche Folgen zuerwarten sind, wenn er diese Regeln verletzt.Mit folgender Checkliste lsst sich ein Anforderungsprofil fr einen Schweikonstrukteur formulieren:</p><p>Abb. 2: Checkliste Anforderungsprofil an den Schweikonstrukteur</p></li><li><p> Download (Word, 164 KB)</p><p>Weitere Hinweise</p><p>Hinweise fr SchweinahtanordnungenDrucktragende Schweinhte mssen wenigstens einmal im Zuge der Fertigung mit dem jeweils vorgesehenen Prfverfahren geprft werden knnen. Bei der Gestaltungist zu bercksichtigen, dass einseitig geschweite Nhte schwierig zu beurteilen sein knnen.Daraus lsst sich eine Forderung fr gnstige Nahtanordnungen ableiten:</p><p>Stumpfnhte statt Kehlnhte.</p><p>Konstruktionen unter vorwiegend ruhender Beanspruchung verzeihen in der Regel Kerben, weil Grund- und Zusatzwerkstoff an Stellen mit rtlich hohen Spannungenplastizieren knnen (es fliet sich zurecht).Aber: Viele Konstruktionen sind nur vorwiegend ruhend beansprucht, d.h., sie drfen zwar in der Berechnung wie ruhend behandelt werden, sind aber dennochVernderungen in der Belastung unterworfen (dynamische Belastung). Das gilt z.B. fr alle Bauwerke oder Bauteile, die dem natrlichen Wind ausgesetzt sind.Konstruktive Empfehlung: statisch rechnen, dynamisch konstruieren.Konstruktive Regel fr dynamisch, d.h. ermdend beanspruchte Bauteile:</p><p>Stumpfste statt berlappstemglichst nur Stumpfnhte (DHV-Nhte), keine (Doppel-)Kehlnhte vorsehenalle Querschnittsbergnge 1 : 4 abschrgen 3)</p><p>Abb. 3: Schweinahtformen in Abhngigkeit von der Beanspruchung</p></li><li><p>EigenspannungenAls Eigenspannungen bezeichnet man Spannungen, die im Inneren eines Krpers vorhanden sind, ohne dass von auen eine Kraft einwirkt.Eigenspannungen entstehen z.B.:</p><p>beim Umformen (kalt Abkanten)beim Umwandeln von Austenit in Ferrit oder Martensit (z.B. beim Meielhrten)bei ungleichmigen Abkhlbedingungen</p><p>Beim Schweien entstehen Eigenspannungen, wenn sich die erhitzten Bereiche des Werkstoffs beim Abkhlen nicht ungehindert verformen knnen. Je mehr an einemBauteil geschweit wird, desto mehr Eigenspannungen werden erzeugt.</p><p>3) vgl. www.peterknoedel.de</p><p> 2011 WEKA MEDIA GmbH &amp; Co. KG</p></li></ul>

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