Dombrowski Schweißen im Metallbau E-Book (PDF)

Planen, Ausführen, Nachbehandeln, Toleranzen
1. Auflage 2015
ISBN: 978-3-87128-105-1
Verlag: Coleman
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 349 Seiten

Das Schweißen ist das wichtigste Fügeverfahren im Metallhandwerk. Es zeichnet sich neben seiner Wirtschaftlichkeit dadurch aus, dass es dem Metallbauer ermöglicht, seine Konstruktionen sehr flexibel und funktions- und gewichtsoptimiert zu planen und zu fertigen.
Dieses Buch fasst erstmals die praxisbezogenen Grundlagen und das anwendungsbezogene Wissen für den Metallbauer zum Thema Schweißen von Stahl und Edelstahl zusammen. Der inhaltliche Aufbau orientiert sich am praktischen Ablauf des Schweißprozesses und liefert:

- einen Überblick über die im Metallhandwerk gebräuchlichen Schweißverfahren sowie
- Hinweise zur Vorbereitung des Schweißens, zur schweißgerechten Materialbestellung und zur richtigen Auswahl von Schweißzusätzen und Hilfsstoffen,
- zur Gestaltung und Berechnung der Schweißnaht,
- zur Planung der Schweißung bis hin zum
- eigentlichen Schweißprozess,
- zur Prüfung und Bewertung der Schweißnaht und
- zur Nachbehandlung und -bearbeitung.
Einen breiten Raum nehmen dabei die Themen „Werkstoffe und ihre Schweißeignung“ und das „Schweißen im geregelten und ungeregelten Bereich“ ein. Hier werden vor allem die Neuerungen behandelt, die die europäische Normenreihe DIN EN 1090 zur Ausführung von Stahl- und Aluminiumtragwerken gebracht hat. Auf praxisnahe und übersichtliche Art und Weise werden die Auswirkungen auf die Planung und Durchführung der Schweißprozesse im Metallhandwerksbetrieb vorgestellt.
Nützlich sind auch die Hinweise zur Qualifizierung der Schweißer, zum Gesundheits- und Arbeitsschutz, zur Einrichtung von Schweißarbeitsplätzen und zur Mechanisierung und Automatisierung des Prozesses.
Ein eigenes Kapitel beschäftigt sich mit den zulässigen Unregelmäßigkeiten an Schweißverbindungen und es werden anhand einiger Schadensfälle typische Fehler beim Schweißen analysiert.
Zum Abschluss wird am Beispiel von vier ausgewählten Bauteilen das praktische Vorgehen bei der produktbezogenen schweißtechnischen Herstellung dieser Teile erläutert.
Das Buch ist mit seinen vielen Tipps, Hinweisen, Querverweisen und Hilfen vor allem für Metallbauer und Sachverständige nützlich, wird aber auch für die Ausbildungseinrichtungen des Metallhandwerks und für Schweißfachkräfte aus Handwerk und Industrie eine wertvolle Hilfe sein.
Herausgeber Dipl.-Ing. Jörg Dombrowski ist seit vielen Jahren Redakteur beim Charles Coleman Verlag. Er hat für das Buch ein Autorenteam aus erfahrenen Schweißfachleuten zusammengestellt, die in der Ausbildung, technischen Beratung und Zertifizierung tätig sind.

Autoren/Hrsg.

Dombrowski, Jörg

Inhaltsverzeichnis

1;Titel;1
2;Impressum;5
3;Vorwort;6
4;Inhaltsverzeichnis;9
5;Einfu¨hrung;22
6;Schweißverfahren, Schweißnähte und Schweißpositionen;26
6.1;Wichtige Schweißverfahren im Metallhandwerk;26
6.1.1;Schutzgasschweißen (MIG/MAG, WIG);28
6.1.2;Gasschmelzschweißen;35
6.1.3;Lichtbogenhandschweißen;41
6.1.4;Unterpulverschweißen;44
6.1.5;Bolzenschweißen;46
6.1.6;Punktschweißen;48
6.2;Stoßarten;49
6.3;Schweißnahtvorbereitung;51
6.4;Schweißpositionen;54
6.5;Besondere Fu¨geverfahren;55
6.5.1;Auftragschweißen;56
6.5.2;Reparaturschweißen;58
6.5.3;Fu¨gen in der Denkmalpflege;60
6.5.3.1;Feuerschweißen;60
6.5.3.2;Schweißen von Gusseisen;62
6.5.3.3;Fu¨gen von Puddelstahl;64
6.5.3.4;Schränkenlöten;66
6.5.3.5;Weichlöten;69
6.6;Vorbereiten des Schweißens;71
6.7;Schweißgerechte Materialbestellung;72
6.8;Auswahl von Schweißzusätzen und Hilfsstoffen;81
6.8.1;Schwarze Stähle;81
6.8.2;Weiße Stähle (Chrom-Nickel-Stähle);81
6.8.2.1;Artgleiche Verbindungen;81
6.8.2.2;Mischverbindungen;82
6.8.2.3;Schwarz-Weiß-Verbindungen;82
6.8.2.4;Hilfsstoffe;82
6.9;Entmagnetisierung ferromagnetischer Werkstoffe;83
7;Konstruktion und Statik;84
7.1;Gestaltung der Schweißkonstruktionen;84
7.1.1;Einleitung;84
7.1.2;Gestaltung von Schweißkonstruktionenmit Wahl der Z-Gu¨te;84
7.1.3;Gestaltung dynamisch beanspruchter Schweißkonstruktionen und Kerbfälle;87
7.1.4;Verzinkungsgerechte Gestaltung der Schweißkonstruktionen;90
7.1.4.1;Allgemeine konstruktive Grundregeln fu¨r feuerverzinkte Konstruktionen;90
7.1.4.2;Konstruktionsklassen, Detailklassen und Vertrauenszonen nach DASt-Richtlinie 022;93
7.1.4.3;Allgemeine Hinweise zu Duplex-Systemen mit Pulverbeschichtungen;94
7.2;Statische Berechnungen von Schweißkonstruktionen;95
7.2.1;Grundlagen;95
7.2.1.1;Bemessungen von Stahlbauten, Teilsicherheitsbeiwerte, Streckgrenze, Fließgrenze;95
7.2.1.2;Grundlagen der Schweißnahtberechnung nach DIN EN 1993-1-8;97
7.2.2;Tragfähigkeitsberechnungen bei Stumpfnähten;98
7.2.2.1;Durchgeschweißte Stumpfnähte;98
7.2.2.2;Nicht durchgeschweißte Stumpfnähte;98
7.2.2.3;T-Stöße;99
7.2.3;Berechnung der Tragfähigkeit an Kehlnähten;99
7.2.3.1;Konstruktive Anforderungen;99
7.2.3.2;Beanspruchungen von Kehlnähten;100
7.2.3.3;Kehlnahtbemessungen nach dem„Vereinfachten Verfahren“;101
7.2.3.4;Kehlnahtbemessungen nach dem „Richtungsbezogenen Verfahren“;102
7.2.4;Schlitznähte und Lochschweißungen;102
7.2.5;Einseitige Schweißnahtanschlu¨sse;103
7.2.5.1;Exzentrisch beanspruchte einseitige, nicht durchgeschweißte Stumpfnähte und einseitige Kehlnähte;104
7.2.5.2;Einschenklige Winkelprofil-Anschlu¨sse;104
7.2.6;Schweißen in kaltverformten Bereichen;104
7.2.7;Anschlu¨sse an Hohlprofile;105
7.3;Schweißplanung;107
7.3.1;Grundlagen der Schweißplanung;107
7.3.2;Verringern von Schweißeigenspannungen;108
7.3.3;Praxis des Pilgerschrittverfahrens;111
8;Werkstoffe und ihre Schweißeignung;114
8.1;Begriff der Schweißbarkeit;114
8.1.1;Schweißbarkeit;114
8.1.2;Schweißeignung;115
8.1.3;Schweißmöglichkeit;116
8.1.4;Schweißsicherheit;116
8.2;Gruppeneinteilung von Stählen zum Schweißen;116
8.3;Schweißen und Schweißeignung von Werkstoffen (Baustahl);117
8.3.1;Einfu¨hrung;117
8.3.2;Wichtige Eigenschaften von Kohlenstoff und Kohlenstoff-Mangan-Stählen;117
8.3.2.1;Überblick u¨ber wichtige Eigenschaften;117
8.3.2.2;Tragfähigkeit und Umformbarkeit;118
8.3.2.3;Sprödbruchverhalten;119
8.3.2.4;Verschleißbeständigkeit;119
8.3.2.5;Eignung zur Wärmebehandlung;119
8.3.2.6;Schweißeignung;119
8.3.2.6.1;Beurteilung der Schweißeignung;119
8.3.2.6.2;Kohlenstoffäquivalent CEV;120
8.4;Unlegierte Stähle;120
8.4.1;Unlegierte Bau- und Maschinenbaustähle nach DIN EN 10025-2;120
8.4.1.1;Begriff und maßgebliche Eigenschaften;120
8.4.1.2;Einteilung der unlegierten Baustählegemäß CEN ISO/TR 15608;121
8.4.1.3;Sorten;121
8.4.1.4;Schweißeignung;122
8.4.1.5;Bezeichnungsbeispiele;123
8.4.2;Wetterfeste Baustähle nach DIN EN 10025-5;123
8.4.2.1;Begriff und maßgebliche Eigenschaften;123
8.4.2.2;Sorten;124
8.4.2.3;Schweißeignung;124
8.4.2.4;Bezeichnungsbeispiele;125
8.4.3;Betonstähle nach DIN EN 10080 und DIN 488-1;125
8.4.3.1;Begriff und maßgebliche Eigenschaften;125
8.4.3.2;Sorten;126
8.4.3.3;Schweißeignung;127
8.4.3.4;Bezeichnungsbeispiele;127
8.4.3.5;Kennzeichnung;127
8.4.4;Schweißtechnische Verarbeitung;127
8.4.4.1;Schweißprozesse;127
8.4.4.2;Schweißzusatzwerkstoffe;127
8.4.4.3;Wirkungen der Schweißwärmebehandlung;129
8.5;Feinkornbaustähle;129
8.5.1;Einfu¨hrung;129
8.5.2;Überblick u¨ber die Feinkornbaustähle;130
8.5.3;Einteilung der Feinkornbaustähle nach CEN ISO/TR 15608;130
8.5.4;Normalisierte Feinkornbaustähle;130
8.5.4.1;Überblick;130
8.5.4.2;Sorten;132
8.5.4.3;Bezeichnungsbeispiele;133
8.5.4.4;Schweißeignung;133
8.5.5;Thermomechanisch gewalzte Feinkornbaustähle;133
8.5.5.1;Überblick;133
8.5.5.2;Sorten;134
8.5.5.3;Bezeichnungsbeispiele;134
8.5.5.4;Schweißeignung;135
8.5.6;Flu¨ssigkeitsvergu¨tete Feinkornbaustähle;135
8.5.6.1;Überblick;135
8.5.6.2;Sorten;135
8.5.6.3;Bezeichnungsbeispiele;135
8.5.6.4;Schweißeignung;136
8.5.7;Schweißtechnische Verarbeitung;137
8.5.7.1;Allgemeine Hinweise;137
8.5.7.2;Schweißprozesse;137
8.5.7.3;Schweißzusatzwerkstoffe;137
8.6;Sonderbaustähle mit erhöhtem Verschleißwiderstand;139
8.6.1;Einfu¨hrung;139
8.6.2;Grundwerkstoffu¨bersicht;140
8.6.3;Schweißtechnische Verarbeitung;142
8.6.3.1;Besonderheiten beim Schweißen;142
8.6.3.1.1;Vorwärmung;143
8.6.3.1.2;Schweißtechnologische Hinweise;143
8.6.3.2;Zusatzwerkstoffe;144
8.6.3.3;Beispiele fu¨r Grundwerkstoff-Zusatzwerkstoff-Kombinationen;146
8.7;Nichtrostende Stähle;147
8.7.1;Einfu¨hrung;147
8.7.2;Arten nichtrostender korrosionsbeständiger (säurebeständiger) Stähle;147
8.7.2.1;Ferritische nichtrostende Stähle;147
8.7.2.2;Martensitische nichtrostende Stähle;149
8.7.2.3;Austenitische nichtrostende Stähle;152
8.7.2.4;Austenitisch-ferritische nichtrostende Stähle;154
8.7.3;Einteilung der nichtrostenden Stählegemäß CEN ISO/TR 15608;155
8.7.4;Schweißtechnische Verarbeitung;157
8.7.4.1;Allgemeine Hinweise;157
8.7.4.2;Anwendbare Schweißprozesse;157
8.7.4.3;Schweißzusatzwerkstoffe;157
8.7.4.4;Schweißeignung und Auswahl von Zusatzwerkstoffen;157
8.7.4.4.1;Ferritische nichtrostende Stähle;157
8.7.4.4.2;Martensitische nichtrostende Stähle;158
8.7.4.4.3;Austenitische nichtrostende Stähle;158
8.7.4.4.4;Austenitisch-ferritische nichtrostende Stähle;158
8.7.4.5;Hinweise zur Nahtgestaltung;159
8.8;Schweißeignung von Altstählen;159
8.9;Werkstoffe und ihre Eignung zum Schmelztauchverzinken;160
9;Schweißen im geregelten und ungeregelten Bereich;164
9.1;Qualitätsanforderungen;164
9.2;Schweißen im Geltungsbereich der DIN EN 1090;168
9.2.1;Ausfu¨hrungsklassen;170
9.2.2;Personalanforderungen fu¨r den Schweißprozess;172
9.2.3;Qualifizierung von Schweißverfahren;174
9.2.4;Eurocodes;179
9.3;Schweißanweisungen;184
9.4;Pru¨fung von Schweißnähten;193
9.4.1;Pru¨fanforderungen in der Ausfu¨hrungsklasse 1 (EXC1);193
9.4.2;Pru¨fanforderungen in der Ausfu¨hrungsklasse 2 (EXC2);194
9.4.3;Sichtpru¨fung;195
9.4.3.1;Sichtpru¨fung vor dem Schweißen;195
9.4.3.2;Sichtpru¨fung während des Schweißens;195
9.4.3.3;Sichtpru¨fung nach dem Schweißen;195
9.4.4;Ergänzende zerstörungsfreie Pru¨fungen;197
9.4.5;Pru¨fpersonal;199
9.4.6;Pru¨fplan;199
9.5;Aus- und Weiterbildung von Schweißern;199
9.6;Schweißen im ungeregelten Bereich;202
10;Schweißnahtnachbehandlung und Korrosionsschutz;204
10.1;Schleifen und Polieren;205
10.1.1;Begriffsbestimmung;205
10.1.2;Ausgewählte Schleif- und Poliermittel;207
10.1.3;Lieferformen;209
10.1.4;Hinweise fu¨r die Stahlbearbeitung;212
10.2;Beizen;214
10.2.1;Begriffsbestimmung;214
10.2.2;Beizen von allgemeinem Baustahl;216
10.2.3;Beizen von nichtrostendem Stahl;217
10.2.4;Verarbeitungsformen;219
10.2.5;Arbeitssicherheit und Umweltschutz;220
10.3;Nachverzinken von Schweißnähten;221
10.4;Wärmebehandlung nach dem Schweißen;225
10.4.1;Begriffsbestimmung;225
10.4.2;Spannungsarmglu¨hen;226
10.4.3;Normalglu¨hen;229
10.4.4;Anlagenkalibrierung und Qualitätssicherung;230
10.5;Beseitigung von Spannungen und Schrumpfungen;231
11;Schweißarbeitsplätze und der Gesundheits- und Arbeitsschutz beim Schweißen;236
11.1;Gefährdungen beim Schweißen;237
11.1.1;Mechanische Gefährdungen;237
11.1.2;Belastung des Bewegungsapparates;237
11.1.3;Belastung durch Lärm;237
11.1.4;Elektrische Gefährdungen;238
11.1.5;Gefährdung durch Hitze;238
11.1.6;Gefährdung durch optische Strahlung;239
11.1.7;Gefahren durch Explosion und Brand;239
11.1.8;Gefährdung durch Schadstoffe;239
11.2;Einrichtung von Schweißarbeitsplätzen;240
11.2.1;Einrichtung von stationären Schweißarbeitsplätzen;240
11.2.2;Schweißen auf der Baustelle;243
11.2.2.1;Vermeidung von Absturz;243
11.2.2.2;Vermeidung von Bränden und Explosionen auf der Baustelle;244
11.2.3;Schweißen in engen Räumen;247
11.3;Persönliche Schutzausru¨stung des Schweißers;247
11.4;Lu¨ftung am Schweißarbeitsplatz;252
11.5;Mechanisierung und Automatisierung beim Schweißen;260
12;Toleranzen, Fehler und Schäden;266
12.1;Zulässige Unregelmäßigkeiten an Schweißverbindungen;266
12.1.1;DIN EN 1090;267
12.1.2;Bewertung von Schweißnähten;268
12.2;Typische Schadensbilder an Schweißverbindungen;271
12.3;Schadensfälle beim Schweißen;273
12.3.1;Altstähle ohne Schweißeignung;273
12.3.2;Falsche Schweißkonstruktion;274
12.3.3;Mischverbindungen falsch konstruiert;276
12.3.4;Undichte Schweißnähte an Druckbehältern;277
12.3.5;Pore ist kein Mangel;278
12.3.6;Falsches Schweißspray verursacht Fehlstellen;279
12.3.7;Schweißspalt als Ursache fu¨r Korrosion;280
12.3.8;Korrosion durch Schweißfehler;281
13;Praktische Beispiele von Schweißbauteilen;284
13.1;Stu¨tze nach Handskizze;284
13.2;Treppenwange;291
13.3;Rahmen mit biegesteifem Stoß;294
13.4;Unterkonstruktion fu¨r Maschine;304
14;Anhang;308
14.1;Schweißen-Glossar;308
14.2;Stichwortverzeichnis;325
14.3;Normenverzeichnis;330
14.4;Literatur- und Quellenverzeichnis;337
14.5;Bildnachweis;341
14.6;Autoren;343