Die Integration von Schweißtechniken in den Konstruktionsprozess ist eine Kunst, die Ingenieure und Designer seit Jahrzehnten verfeinern. Schweißgerechte Konstruktion, ein Ansatz, der darauf abzielt, die Schweißbarkeit eines Bauteils bereits in der Designphase zu berücksichtigen, ist entscheidend für die Herstellung effizienter, sicherer und langlebiger Produkte. In diesem Blogbeitrag werfen wir einen Blick auf die Grundlagen der schweißgerechten Konstruktion und wie sie die Fertigungsindustrie revolutioniert.
1. Was ist schweißgerechte Konstruktion?
Schweißgerechte Konstruktion ist ein Designansatz, bei dem die Schweißbarkeit eines Produkts von Anfang an berücksichtigt wird. Das bedeutet, dass bereits in der Entwurfsphase Überlegungen angestellt werden, um sicherzustellen, dass die späteren Schweißarbeiten so einfach, sicher und kosteneffizient wie möglich durchgeführt werden können. Dies umfasst die Auswahl geeigneter Materialien, die Gestaltung von Teilen, die leicht zugänglich und schweißbar sind, und die Minimierung der Notwendigkeit nachträglicher Schweißarbeiten durch intelligentes Design.
2. Warum ist schweißgerechte Konstruktion wichtig?
Die Berücksichtigung von Schweißprozessen in der Designphase bietet zahlreiche Vorteile:
- Kosteneinsparungen: Indem man Designentscheidungen trifft, die den Schweißprozess vereinfachen, können Herstellungskosten signifikant gesenkt werden.
- Qualitätsverbesserung: Ein schweißgerechtes Design führt zu weniger Schweißfehlern und einer höheren Gesamtqualität des Endprodukts.
- Zeiteffizienz: Produkte, die für das Schweißen optimiert sind, können schneller und mit weniger Nacharbeit produziert werden.
- Sicherheit: Durch die Minimierung komplexer Schweißarbeiten und die Verbesserung der Schweißqualität können Sicherheitsrisiken für sowohl die Endnutzer als auch die Schweißer reduziert werden.
3. Schlüsselprinzipien der schweißgerechten Konstruktion
- Einfacher Zugang: Stellen Sie sicher, dass alle zu verschweißenden Bereiche leicht zugänglich sind.
- Minimierung von Schweißnähten: Vermeiden Sie unnötige Schweißnähte, indem Sie Teile so gestalten, dass sie mit möglichst wenigen Nähten verbunden werden können.
- Verwendung geeigneter Materialien: Nicht alle Materialien sind gleich gut schweißbar. Wählen Sie Materialien, die sich gut für den vorgesehenen Schweißprozess eignen.
- Berücksichtigung von Wärmebehandlungen: Schweißen kann das Material verändern. Designentscheidungen sollten mögliche Veränderungen durch Wärmebehandlung nach dem Schweißen berücksichtigen.
4. Schweißangaben auf Zeichnungen
Anbei sollen die wichtigsten Schweißangaben für technische Zeichnungen erklärt werden. Dies hat kein Anspruch auf Vollständigkeit und soll nur einen Überblick geben. Weitere Nähte und deren Darstellung können aus der Norm DIN EN ISO 2553 herausgezogen werden
Schweißnahtangabe
- umlaufende Naht. Wenn das Symbol nicht da ist, dann keine umlaufende Naht.
- Nahtdicke
- Schweißnahtsymbol (Art der Naht)
- Oberflächenform: Keine, gewöbt, flach, hohl
- Nahtlänge (unterbrochene Nähte). Falls keine Angabe, dann immer durchgehende Nähte.
n = Anzahl Einzelnähte
l = Nennlänge Einzelnähte
e = Abstand zwischen Einzelnähten - Ordnungsnummer Schweißverfahren nach DIN EN ISO 4063
Schweißsymbole
Kehlnaht
Wenn zwei Bauteile senkrecht zueinander verschweißt werden.
Das Kreissymbol vor dem X bedeutet, dass die Naht der Kontur folgt und einmal um das Bauteil herum geht.
Die Angabe auf der linken Seite erzeugt die exakt gleiche Naht wie auf der rechten Seite der senkrechten Fläche. Dies ist bei allen Schweißnahtsymbolen so umsetzbar.
Die Schenkellänge z ergibt sich aus der Nahtdicke x
Die Nahtdicke x kann wie folgt berechnet werden:
I-Naht
Wenn zwei Bauteile Stoß an Stoß verschweißt werden.
Pos. 1: Oberflächenform. Hier: flach. Alternativ: gewölbt, keine, hohl.
Maß X: Nahtdicke. Wenn keine Vorgabe, dann ganz durch.
V-Naht
Wenn zwei Bauteile Stoß an Stoß verschweißt werden
Schweißnahtvorbereitung (Anfasen) zwingend erforderlich. Keine weiteren Angaben nötig.
Es kann noch eine Oberflächenform angegeben werden.
Y-Naht
Wenn zwei Bauteile Stoß an Stoß verschweißt werden.
Schweißnahtvorbereitung (Anfasen) zwingend erforderlich.
Pos. 1: Oberflächenform. Hier: hohl. Alternativ: gewölbt, keine, flach.
Maß X: Nahtdicke.
Loch-Naht
Wenn zwei Bauteile aufeinander gelegt werden und in einem Bauteil ein Loch ist. Durch dieses Loch wird die Schweißverbindung erstellt.
5. Beispiele aus der Praxis
Um Bleche möglichst Senkrecht aufeinander zu schweißen können mit heutigen Lasermethoden ganz einfach Nut und Feder erstellt werden und so dem Schweißer die Ausrichtarbeit erleichtert werden. Der Schweißer muss nur noch die Einzelteile zusammenstecken und anschließend kann er diese direkt verschweißen ohne lange ausrichten und ausmessen zu müssen. Unten ist ein kleines Beispiel dargestellt. Bei dieser Methode kann man sogar ggf. auf Kehlnähte verzichten und nur von unten eine Lochnaht einbringen, was den Schweißverzug nochmal deutlich reduziert. So können kompleze Konstruktionen einfach und präzise hergestellt werden.
