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
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
Fugenquerschnitt
A = b·t + (t − c)²·tan(α/2)
87,7 mm²
Lagen
Lagen ≤ 6 mm; Raupe ≤ 16 mm breit
Lagen: 2, Raupen: 2
Lagen ab der Wurzel
| Lage | Raupen | Raupe Nr. |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 1 | 2 |
So geht’s
- Fugenform wählen: I-Naht, V-Naht, Y-Naht, X-Naht, HV-Naht oder Kehlnaht.
- Dicke t, Öffnungswinkel α (β bei HV-Naht), Spalt b und Steg c eingeben, oder die Nahtdicke a der Kehlnaht.
- Methode wählen: Grenzen nach AWS D1.1, mit Verfahren und Position, oder bekannte Fläche einer Raupe.
- 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
- Géométrie : Section d’un chanfrein en V, X, demi-V ; triangle du cordon d’angle
- AWS D1.1:2015 : exigences des DMOS préqualifiés : Tableau 3.6 (épaisseur et largeur de passe)