Norm-Prüfung von Schweißnähten (EN)

Kehlnähte werden nach EN 1993-1-8 geprüft. Die Festigkeit von Stumpfnähten wird mit der des Grundwerkstoffs gleichgesetzt und nicht geprüft.

Kehlnähte

Bemessungswiderstand

Die plastische Umverteilung in Schweißnähten wird verwendet, um Spannungssingularitäten in Schweißelementen automatisch zu vermeiden und die Spannung weiter über die Schweißnahtlänge zu verteilen. Die Festigkeit der Schweißnaht entspricht annähernd der Handberechnung, und die Spannung wird bei komplizierten Problemen wie dem Schweißen an einen unversteiften Flansch korrekt verteilt (EN 1993-1-8 - Cl. 4.10). Die Spannung im Kehlnahtbereich einer Kehlnaht wird nach EN 1993-1-8 Cl. 4.5.3. Die Spannungen werden aus den Spannungen im Schweißelement berechnet. Das Biegemoment um die Schweißnahtlängsachse wird nicht berücksichtigt.

\[ \sigma_{w,Ed}=\sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \links ( \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 \rechts )} \]

\[ \sigma_{w,Rd} = \frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}} \]

Schweißnahtausnutzung

\[ U_t = \min \links\{ \frac{\sigma_{{w,Ed}}}{\sigma_{w,Rd}}, \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 f_u / {\gamma_{M2}}} \right\} \]

wobei:

• σw_,Ed - Vergleichsspannung in der Schweißnaht
• σw_,Rd - Schweißnahtwiderstand
• _βw - Korrelationsfaktor (EN 1993-1-8 - Tabelle 4.1)
• _fu - Bruchfestigkeit, gewählt als der niedrigere der beiden verbundenen Grundwerkstoffe oder entsprechend dem vom Anwender gewählten Werkstoff
• _γM2 - Sicherheitsfaktor (EN 1993-1-8 - Tabelle 2.1; editierbar im Code-Setup)
• σ_┴,τ_┴,τ‖ - Spannungen in der Schweißnaht gemäß der folgenden Abbildung:

Alle für die Prüfung erforderlichen Werte sind in Tabellen ausgedruckt. Ut ist die Verwendung des am stärksten beanspruchten Elements. Da die plastische Umverteilung der Spannungen in der Schweißnaht genutzt wird, ist dies die maßgebliche Ausnutzung. Utc gibt Auskunft über die Ausnutzung entlang der Schweißnahtlänge. Es ist das Verhältnis der tatsächlichen Spannung an allen Elementen der Schweißnaht zum Bemessungswiderstand der Spannung über die gesamte Länge der Schweißnaht.

Die Vergleichsspannung im Schweißnahtdiagramm zeigt die folgende Spannung:

\[ \sigma = \max \links \{ \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 \beta_w}, \, \sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \tau_{\perp}^2 + 3 \tau_{\parallel}^2} \recht \} \]

Stumpfnähte

Schweißnähte können als Stumpfnähte angegeben werden. Bei Stumpfnähten wird eine vollständige Durchdringung der Naht berücksichtigt, daher werden solche Schweißnähte nicht geprüft.

Detaillierung

Die Mindestblechdicke von geschweißten Verbindungen wird gemäß EN 1993-1-8 - 4.1(1) geprüft:

• Bei Stahlhohlprofilen sollte die Blechdicke mindestens 2,5 mm betragen.
• Für andere Bleche sollte die Blechdicke mindestens 4 mm betragen.

Die maximale Schweißnahtdicke von Kehlnähten wird für parallele Bleche geprüft. Es wird eine Fehlermeldung ausgegeben, wenn eine solche Schweißnaht aufgrund geometrischer Beschränkungen nicht durchführbar ist.

Die minimale Kehlnahtdicke von Kehlnähten sollte gemäß EN 1993-1-8 - 4.5.2(2) mindestens 3 mm betragen. Ein Fehler wird ausgegeben, wenn diese Anforderung nicht erfüllt ist.

Eine Warnung wird ausgegeben, wenn die Kehlnahtdicke kleiner ist als die Anforderung in DIN EN 1993-1-8 - NA zu 4.5.2:

\[a \le \sqrt{t_{max}}-0,5\]

wobei:

• \(a\) - Dicke der Schweißnahtkehle
• \(t_{max}\) - Dicke des dickeren angeschlossenen Blechs
• Einheiten müssen in [mm] angegeben werden

Eine Information wird ausgegeben, wenn die Dicke der Schweißnahtkehle kleiner ist als die Anforderung an die Mindestduktilität von Schweißverbindungen in FprEN 1993-1-8:2023 - 6.9(4). Diese Anforderung wird für beidseitige Kehlnähte überprüft durch:

\[a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot \min \left \{1.0, 1.1\frac{f_y}{f_u} \right \}\]

wobei:

• \(a\) - Dicke der Schweißnahtkehle
• \(t\) - Dicke des durch die Kante verbundenen Blechs
• \(\beta_w\) - Korrelationsfaktor der Schweißnaht
• \(\gamma_{M2}\) - Sicherheitsfaktor für Bolzen und Schweißnähte; editierbar im Code-Setup
• \(f_y\) - Streckgrenze des Blechs
• \(f_u\) - Bruchfestigkeit der Schweißnaht
• \(\gamma_{M0}\) - Sicherheitsfaktor für Bleche; bearbeitbar im Code-Setup

Die Dicke der Schweißnahtaussparung für einseitige Kehlnähte ist doppelt so groß wie die für zweiseitige Kehlnähte.