Der erforderliche Mindest-Sicherheitskoeffizient einer Schweißverbindung mit der statischen Belastung n s entspricht dem Verhältnis der zulässigen Spannung und der Steckgrenze des Verbindungsmaterials n S = S Y / σ Al oder n S = S Y / τ Al .
Die erforderliche Sicherheit der Schweißverbindung wird durch die Methode und Qualität der Schweißnahtausführung (Form und Verarbeitung der Schweißfläche, Überhöhung der Schweißnaht, Homogenität der Schweißnaht, Einbrand usw.) sowie durch Betriebsbedingungen, Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Verbindung und die potenzielle Bedrohung menschlichen Lebens beim Brechen einer Schweißnaht beeinflusst. Viele weitere Einflüsse müssen beim Festlegen dieses Werts berücksichtigt werden.
Bei den Berechnungsmethoden werden eventuelle plötzliche Sprödbrüche und Änderungen an den Materialwerten, die durch Temperatur- und Restspannungseinflüsse entstehen, nicht berücksichtigt. Nur die Nennspannung wird durch die Berechnung in einem bestimmten Bereich für eine angegebene Belastung festgelegt. Spannungskonzentrationen und interne Spannungen werden nicht berücksichtigt. Berücksichtigen Sie alle diese Fakten, wenn Sie eine Mindestanforderung für die Verbindungssicherheit festlegen.
Die eingesetzte Berechnungsmethode muss beim Festlegen des Sicherheitskoeffizienten berücksichtigt werden. Mit den beiden Berechnungsmethoden für statisch belastete Schweißnähte wird die Schweißnahtsicherheit auf unterschiedliche Weise berechnet.
Standardberechnungsvorgang
Die zulässige Schweißnahtbelastung wird direkt mit der berechneten Normal-, Schub- oder resultierenden reduzierten Spannung verglichen, um herauszufinden, ob die Schweißnaht von ausreichender Qualität ist. Dieser Vergleich wird je nach Typ und Entwurf der Schweißnaht und nach Belastungsart angestellt. Natürlich ist die erforderliche Schweißnahtsicherheit von der Art und der Richtung der Spannung abhängig, die in der Schweißnaht entsteht. Es ist ebenfalls notwendig, die verschiedenen Sicherheitskoeffizienten für unterschiedliche Typen, Formen und Konstruktionen von Schweißnähten und für verschiedene Belastungskombinationen anzugeben. Informative Werte für die empfohlenen minimalen Sicherheitskoeffizienten für unterschiedliche Schweißnahttypen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
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Schweißnahttyp, Belastung |
n S |
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Stumpfnähte mit Zugbelastung |
1.6 ... 2.2 |
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Stumpfnähte mit Biegebelastung |
1.5 ... 2.0 |
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Stumpfnähte mit Schubbelastung |
2.0 ... 3.0 |
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Stumpfnähte mit Belastung |
1.4 ... 2.7 |
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Kehlnähte, belastet in der Anschlussebene des Bauteils |
2.0 ... 3.0 |
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Räumlich belastete Kehlnähte |
1.4 ... 2.7 |
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Loch- und Schlitznähte |
2.0 ... 3.0 |
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Lochnaht (widerstandsfähig) mit Schubbelastung |
1.6 ... 2.2 |
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Abreißbelastete Lochnaht (widerstandsfähig) |
2.5 ... 3.3 |
Spannungsvergleichsmethode
Vergleicht die zulässige Schweißnahtbelastung mit der Referenzhilfsspannung. Diese Referenzspannung wird anhand von Konversionskoeffizienten für die Schweißverbindung aus den berechneten Teilspannungen ermittelt. Die Einflüsse verschiedener in der Schweißverbindung entstehender Spannungsarten auf die Sicherheit der Schweißverbindung werden im Sicherheitskoeffizienten berücksichtigt. Sie benötigen lediglich einen allgemeinen Sicherheitskoeffizienten für sämtliche Typen, Formen und Entwürfe von Schweißnähten und beliebige Belastungskombinationen. Der empfohlene Mindestwert für den Sicherheitskoeffizienten wird im Bereich n S =<1.25...2> angegeben.