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Schweißen

Anzahl Schweißlagen und Raupen berechnen

Kurz gesagt

Die Anzahl Raupen ergibt sich aus dem Nahtquerschnitt: A = b·t + (t − c)²·tan(α/2) bei einer V-Naht, A = z² / 2 bei einer Kehlnaht. Lagen begrenzter Dicke nach AWS D1.1 werden ab der Wurzel gestapelt und bei zu großer Breite geteilt; Ausgangspunkt kann auch die Fläche einer Raupe sein: n = ⌈A / Ap⌉.

Berechnung

Beispiel, berechnet mit den Standardwerten des Werkzeugs.

Eingaben

Fugenform
V-Naht
Dicke t
12 mm
Öffnungswinkel α (β bei HV)
60°
Spalt b
2 mm
Steg c
1,5 mm
Anzahl Raupen
Grenzen nach AWS D1.1 (Prozess, Position)
Verfahren
MAG oder Fülldraht (135, 136)
Position (EN ISO 6947 · AWS)
PA · 1G / 1F · Wannenposition

Ergebnisse

Raupen
2
2t 12,0t 12,0b 2,0b 2,0c 1,5c 1,560°60°2t 12,0t 12,0b 2,0b 2,0c 1,5c 1,560°60°
Bemaßte Zeichnung des Beispiels

Durchgerechnetes Beispiel

Alle Werte dieses Abschnitts gehören zum Beispiel, berechnet mit den Standardwerten des Werkzeugs.

Weitere Ergebnisse des Beispiels

Lagen
2
Fugenquerschnitt
87,7 mm²
Mittlere Raupenfläche
43,8 mm²
  • AWS D1.1 (vorqualifizierte WPS): Lage ≤ 6 mm, Raupe geteilt ab 16 mm Breite; einlagige Kehlnaht ≤ 12 mm in PA. Schätzung: die WPS legt die tatsächliche Zahl fest.

Rechenweg Schritt für Schritt

  1. Fugenquerschnitt

    A = b·t + (t − c)²·tan(α/2)

    87,7 mm²

  2. Lagen

    Lagen ≤ 6 mm; Raupe ≤ 16 mm breit

    Lagen: 2, Raupen: 2

Lagen ab der Wurzel

LageRaupenRaupe Nr.
111
212

So geht’s

  1. Fugenform wählen: I-Naht, V-Naht, Y-Naht, X-Naht, HV-Naht oder Kehlnaht.
  2. Dicke t, Öffnungswinkel α (β bei HV-Naht), Spalt b und Steg c eingeben, oder die Nahtdicke a der Kehlnaht.
  3. Methode wählen: Grenzen nach AWS D1.1, mit Verfahren und Position, oder bekannte Fläche einer Raupe.
  4. Anzahl Raupen ablesen.

Häufige Fragen

Wie berechnet man die Anzahl der Schweißlagen?

Zuerst den Fugenquerschnitt ermitteln, dann ab der Wurzel Lagen der Dicke ≤ hmax stapeln; eine Lage breiter als wmax wird geteilt (AWS D1.1:2015, Tabelle 3.6 und Anmerkung e). Beispiel: V-Naht 12 mm mit 60°, Spalt 2 mm, Steg 1,5 mm, MAG in Wannenposition: A = 87,7 mm², Lagen ≤ 6 mm, Raupe ≤ 16 mm breit, also 2 Lagen und 2 Raupen.

Wie viele Lagen braucht eine Kehlnaht?

Die Schenkellänge ist z = a·√2, der Querschnitt A = z² / 2. Eine Raupe reicht, wenn z ≤ zmax: 12 mm in Wannenposition bei MAG oder Fülldraht, 10 mm mit Stabelektrode, 8 mm über Kopf. Darüber L = ⌈z / zmax⌉ Lagen und L² Raupen: das Nahtdreieck teilt sich in L² ähnliche Dreiecke mit der Seite z / L.

Welche Grenzen der AWS D1.1 nutzt die Berechnung?

Lagendicke ≤ 6 mm bei MAG oder Fülldraht (135, 136) und ≤ 5 mm mit Stabelektrode (111). Eine Lage wird geteilt über 16 mm Breite in Wannen-, Quer- und Überkopfposition und über 25 mm in Steigposition und am Rohr. Die Berechnung nutzt diese Grenzen nur für die Prozesse 111, 135 und 136.

Wie verteilt man die Raupen aus der Fläche einer Raupe?

Mit der Methode „Fläche einer Raupe“ ist die Anzahl Raupen n = ⌈A / Ap⌉, mit A dem Nahtquerschnitt und Ap der je Raupe eingebrachten Fläche: Drahtvorschub × Drahtquerschnitt / Schweißgeschwindigkeit, oder an einem Makroschliff gemessen. Die Raupen werden dann nach ihrer Breite auf die Lagen verteilt.

Wie berechnet man den Fugenquerschnitt?

I-Naht: A = b·t. V-Naht: A = b·t + (t − c)²·tan(α/2). X-Naht: A = b·t + 2·((t − c)/2)²·tan(α/2). HV-Naht: A = b·t + (t − c)²·tan β / 2. Dabei ist t die Dicke, b der Spalt, c der Steg, α der Öffnungswinkel und β der Flankenwinkel.

Grenzen

Richtwerte: die Anzahl Raupen ist eine geometrische Schätzung, die tatsächliche Zahl legt die WPS fest. Die Grenzen für Lagendicke und Breite stammen aus AWS D1.1:2015 (Tabelle 3.6, vorqualifizierte WPS), nur für Stabelektrode, MAG und Fülldraht. Bei einer X-Naht werden die Raupen auf beide Seiten verteilt, mit Ausfugen der Gegenseite nach WPS.

Quellen

Aktualisiert am · Herausgeber: The Level Code

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