| < Zurück Inhaltsverzeichnis Bahnnormen -back to the Content Page | ||
| Beschreibung | Bahnanwendungen - Schweißen von
Schienenfahrzeugen und -fahrzeugteilen EN 15085 Teil 3: Konstruktionsvorgaben |
|
| Alles was nun folgt, hat auch erheblichen Einfluss auf die Fertigungskosten des Lieferauftrages! | ||
| Anwendungsbereich | Diese Norm legt keine Parameter für die Dimensionierung (z.B. Ermüdungsversuch) fest | |
| Statische Festigkeit | Maßgebender Querschnitt ist der
effektive Nahtquerschnitt αR Die Auslegung muss so erfolgen, dass der effektive Nahtquerschnitt der Schweißnaht eine ausreichende Festigkeit aufweist. |
|
| Ermüdungsfestigkeit | Auslegung entsprechend der
vorhandenen Spannungen und des Sicherheitsbedürfnisses. Zulässige Kennwerte (Dauerfestigkeitsdiagramme) müssen durch die vereinbarte Stelle oder die zuständige nationale Sicherheitsbehörde akzeptiert werden. |
|
| Beanspruchungszustand
und Ausnutzung der Beanspruchbarkeit |
|
|
| Beanspruchungszustand | Ausnutzung der Beanspruchbarkeit (S) Ermüdungsfestigkeitswerte aus Norm | |
| Hoch | ≥ 0,9 | |
| Mittel | 0,75 ≤ S < 0,9 | |
| Niedrig | < 0,75 | |
| Ermüdungsfestigkeitswerte aus Schwingversuch von repräsentativen Proben (Option 1 und Option 2) siehe Tabelle 1 in EN 15085-3 | ||
| Sicherheitsbedürfnis | Definiert die Auswirkungen eines
Versagens einer einzelnen Schweißnaht im Hinblick auf die Folgen für Personen, Einrichtungen und die Umwelt |
|
| Niedrig |
|
|
| Mittel | Das Versagen der Schweißnaht
führt zu einer Beeinträchtigung der Gesamtfunktion oder kann zu sich daraus ergebenden Ereignissen mit Personenschäden führen. |
|
| Hoch | Das Versagen der Schweißnaht
führt zu sich daraus ergebenden Ereignissen mit Personenschäden und zu einem Versagen der Gesamtfunktion. |
|
| Schweißnahtgüteklassen |
|
|
| Schweißnahtgüteklasse CP A | CP A ist
eine besondere Schweißnahtgüteklasse, die nur für voll durchschweißte und für die Überprüfung voll zugänglicher Schweißnähte während der Fertigung und Instandhaltung gilt. |
|
| Schweißnahtgüteklasse CP B | CP B für das
Sicherheitsbedürfnis "Hoch" ist nur für voll durchgeschweißte und für die Überprüfung voll zugängliche Schweißnähte während der Fertigung und Instandhaltung gültig. |
|
| Schweißnahtgüteklasse CP B | CP B für das
Sicherheitsbedürfnis "Mittel" ist ebenfalls zulässig für Schweißnähte ohne die Möglichkeit einer volumetrischen Prüfung; in diesem Fall muss ein spezieller Hinweis "Mittleres Sicherheitsbedürfnis/ erweiterte Oberflächenprüfung notwendig" auf der Zeichnung vermerkt und die Prüfungen nach EN 15085 Teil 5, Tabelle 1 müssen durchgeführt werden. |
|
| Schweißnahtgüteklasse CP C1 | CP C1 ist
ebenfalls zulässig für Schweißnähte ohne die Möglichkeit einer volumetrischen
Prüfung. In diesem Fall muss ein spezieller Hinweis "Oberffächenprüfung notwendig" auf der Zeichnung vermerkt und die Prüfungen nach EN 15085 Teil 5, Tabelle müssen durchgeführt werden. |
|
| Schweißnahtgüteklasse
CP A, CP B und CP C1 |
die nur
während der Fertigung
geprüft, aber nicht während der Instandsetzung
geprüft und repariert werden können, müssen der nächst höheren Schweißnahtprüfklasse (EN 15085-3, Tabelle 3) zugeordnet oder der Beanspruchungszustand muss reduziert werden. |
|
| Nachträgliche Bearbeitung der Schweißnähte | ist eine Möglichkeit zur Erhöhung der Ermüdungsspannung, dies kann zur Herabstufung der Schweißnahtgüteklasse führen. | |
| Schweißnahtprüfklassen |
|
|
| Zusammenfassung |
|
|
| Bewertungsgruppen für Unregelmäßigkeiten | Bewertet wir nach EN ISO 5817 (Stahl) und EN ISO 10042
(Aluminium), In Tabelle 5 und 6 wird diese
Bewertung nach Prüfpunkten (1.1…) und Anforderungstufe (B, C, D) näher festgelegt. |
|
| Auswahl der Grundwerkstoffe | Die Schweißeignung wird als
nachgewiesen betrachtet, wenn die Grundwerkstoffe mit den entsprechenden
EN- Normen übereinstimmen und in diesen als schweißgeeignet bezeichnet werden. Andernfalls Nachweis über Qualifizierung des Schweißverfahrens (WPQR). Für Bauteile mit dem Sicherheitsbedürfnis "Hoch" oder "Mittel" dürfen nur Grundwerkstoffe verwendet werden, für die ertragbare Spannungen bei dynamischer Beanspruchung vorliegen oder vereinbart wurden. |
|
| Auswahl des Schweißzusatzwerkstoffes | Wenn es Zweifel an den
Eigenschaften des ausgewählten Schweißzusatz gibt, muss der Hersteller mit
dem Bericht über die Qualifizierung des Schweißverfahrens (WPQR) dem Kunden oder Anwender nachweisen. |
|
| Anordnung/ Form der Schweißnähte | Keine scharfe Ecken und schroffe
Querschnittsänderungen Schwerelinien sollen zusammen Bereich hoher Spannungen vermeiden, Belastung in Dickenrichtung (EN 1011-2 "Empfehlungen zum Schweißen) Brucheinschnürung beachten, nicht voll durchschweißte und/oder unterbrochene Nähte Korrosionsschutz, Nähte zur Mittelachse oder symmetrisch zur Mittelachse anordnen, Zugänglichkeit zum Schweißen und Prüfen gewährleisten, Anhäufung von Nähten vermeiden, Festigkeitsabfall in Wärmeeinflußzone berücksichtigen, Gemischte Verbindungsarten vermeiden. |
|
| Schweißen in kaltgeformten Bereichen | In kaltgeformten
Bereichen (5 x t) bei Werkstoffgruppen 1.1; 1.2 und 1.4 nur für Konstruktionen der Zertifizierungsstufe CL 3. CL 1 und CL 2, nur wenn nach Biegen und vor Schweißen Wärmebehandlung (Normalglühen) durchgeführt wurde oder Verhältnis des Biegeradius zur Dicke des Bleches nach Tabelle 9 beachtet werden. |
|
| Abstand
zwischen zwei Schweißnähten (Stumpfnähte) |
Wärmeeinflußzonen sollen sich nicht überlappen, weniger als 20 mm, Mindestabstand von 50 mm | |
| Versteifungen rechtwinklig zu einer Längsnaht | Bei Nahtkreuzungen (Stumpf- und Kehlnähte) zu vermeiden. Nahtüberhöhung abschleifen | |
| Freischnitte | Vermeiden, wenn erforderlich r
nach EN 1708-2 (Verbindungselemente), aber mindestens 30 mm, d (Abstand zur Stumpfnaht) ≥ 20 mm |
|
| Enden von Konsolen und Versteifungsbleche | Umschweißungen durchführen, Kantenabstand ≥ a * √2 + 5, r nach EN 1708-2
(Verbindungselemente), aber mindestens 30 mm |
|
| Konsolenform | Schlechter Spannungsverlauf
vermeiden (Spannungsspitzen), Knotenblech statt 45° Abschrägung mit angeglichenem Radius versehen. |
|
| Umschweißen | Blechenden umschweißen. Zumindest Länge = 2 * t, lmin = 10 mm. Korrosion am Blechende
vermeiden, hoch beanspruchte Stellen entlasten, bei CP C3 und CP D ist Umschweißen nicht zwingend erforderlich. |
|
| Kehlnähte | gleichschenklig, gegebenenfalls
ist Kehlnahtschenkellänge z zur Kehlnahtdicke a anzugeben, Randabstand
ѵ ≥ 1,5 * a + t. Geschmolzene Bereiche (insbesondere für Aluminium und hochfeste Stähle) mindestens 50 mm auseinanderhalten |
|
| Stumpfnähte | Für CP A und CP B An- und Auslaufbleche erforderlich (gleiche Nahtvorbereitung wie Originalteil). | |
| Schweißnähte mit Eigenspannungen | Freies Schrumpfen der Teile (runde Stäbe, dickwandige Rohre an dicken Blechen). | |
| Gemischte Verbindungsarten | Diese Bauteilverbindung sollte vermieden werden (Schrauben und Schweißen). | |
| Vorbeugung Korrosionsprobleme | Wenn nötig, Umschweißen und/ oder Gegenlage oder Gebrauch von Dichtmitteln. | |
| Schweißnahtübergang-
Verbesserung der Schweißnahtform |
Nach dem Schweißen durchgeführte Arbeiten dienen der Verbesserung des
Ermüdungsverhaltens der Schweißverbindung (Verlängerung der Lebensdauer oder Anheben der Ermüdungsgrenze). Der größte Effekt wird am Schweißnahtübergang erzielt. Verfahrensanweisung erforderlich. k (Tiefe der Kerbrundung k ≤ 0,3 mm und Radius r ≤ 3mm, Richtung der Schleifkerben muss Verlauf der Hauptspannung entsprechen. |
|
| Arbeiten zur Verringerung der Eigenspannungen | Zum Beispiel Kugelstrahlen
(Angabe Größe der Stahlkugeln, Erfassung der Schweißnaht und
Wärmeeinflußzone, Spannungsminderung durch Wärmebehandlung (Normalglühen oder Spannungsarmglühen). Das Verhalten der Werkstoff muss berücksichtig werden. |
|
| Unterbrochene Schweißnähte | Mindestlänge
für unterbrochene Schweißnähte: tmax < 10 mm = lmin > 5 * tmax, min. 20 mm (Stahl), 30 mm Aluminiumlegierungen. tmax > 10 mm = lmin > 3 * tmax, min. 50 mm |
|
| Angaben auf der Zeichnung | Schweißnahtvorbereitung entsprechend EN ISO 9692-1, 9692-2 und 9692-3 (Schweißen-
Schweißnahtvorbereitung) Angaben nach EN 22553 (Schweiß- und Lötnähte- Symbolische Darstellung in Zeichnungen) + Schweißnahtgüteklasse CP A- CP D (bei verschiedenen, Zuordnung nahe der Schweißnaht) Zertifizierungsstufen CL 1 bis CL 3 für jedes Bauteil (in Zeichnung oder in Stückliste) Schweißnahtform, Schweißnahtdicke, Schweißnahtlänge Schweißzusätze in Zeichnungen, Stücklisten oder anderen Dokumenten. Alle Schweißnähte müssen mit Positionsnummer in den Zeichnungen, Stücklisten und anderen Dokumenten gekennzeichnet werden. Wenn keine zulässigen Toleranzen angegeben sind, gilt EN ISO 13920: B für Längen- und Winkel- maße, F für Geradheit, Ebenheit und Parallelität. |
|
| Anhang A (informativ) | Schweißnahtliste | |
| Anhang B
(informativ) Tabelle B.1 |
Nahtvorbereitung von Schweißnähten | |
| Anhang C
(informativ) Tabelle C.1 |
Schweißnahtvorbereitung für Lochnähte | |
| Anhang D (informativ) | Verbindungsformen in Bezug auf Beanspruchungszusatnd und Schweißnahtprüfklassen | |
| Anhang E (informativ) | Flußdiagramm zur Überprüfung von Schweißverbindungen | |
| Anhang F (normativ) | Widerstandspunktschweißen | |
| Anhang G (informativ) | Bestimmung des Sicherheitsbedürfnisses von Schweißverbindungen | |
| Anhang H (informativ) | Schweißen von
Strangpressprofilen aus Aluminium der 6000er Reihe- Empfehlungen des Aljoin- Projektes für verbesserte Crashsicherheit |
|
|
||
| < Zurück Inhaltsverzeichnis Bahnnormen -back to the Content Page | ||