Sveiseorinelser (lectures notes) ANVENDTE SVEISEETODER De vanlige sveisemetoene: SVEISEETODER SELTE- ANDRE OTSTANDS- SVEISING ETODER SVEISING Kaltrkks- Punkt- GAS- LYSBUE- sveising sveising SVEISING SVEISING Eksplosons- Sømsveising sveising pulver IG TIG riksons- Brenstuksveising Sveising Elektro- Ultral Hørekvensgas inukson Elektronstråle Laser igur. Sveisemetoer generelt. Henning Johansen sie 1
Sveiseorinelser (lectures notes) SVEISEANGIVELSER PÅ TEGNINGER Norsk Stanar, NS 141, viser hvoran sveiser skal angis me smoler på tegninger. Eksepler på ruk av grunnsmoler etter NS 141: igur. I iguren er: 1: pilline : henvisningsliner: a: reeranseline (helline) : ientiiseringsline (stiplet line) : sveisesmol Taell. Henning Johansen sie
Sveiseorinelser (lectures notes) RIKTIG UGETYPE NS 47 oreskriver ugeormer or konstruksonsstål og NS 47 or aluminium Taell. ugeormer or konstruksonsstål. Henning Johansen sie
Sveiseorinelser (lectures notes) SPENNINGSORDELING I SVEISEORBINDELSER iguren viser hvoran kratstrømmen går i noen sveiseorinelser. orinelse : Kratlt : Spenningsoreling i snitt A: Vi kan anne oss et ile av spenningsorløpet ve å tegne tenkte kratliner (som ve å tenke væskers strømning i rør). igur. Henning Johansen sie 4
Sveiseorinelser (lectures notes) igurene uner viser spenningsoreling og kratliner i noen sveiseorinelser igur. Kilsveis. a) spenningsorelingen. s = strekkspenning og = øespenning ) kratliner igur. Spenningsoreling og kratliner langs kilsveis. Henning Johansen sie 5
Sveiseorinelser (lectures notes) SVEISESPENNINGER Etter sveising vil et opptre restspenninger i konstruksonsetalen. iguren uner viser restspenninger etter uttsveis mellom to ikke innspente plater. a) Buttsvis i rittliggene plate ) oreling av lengespenningene x over reen - c) oreling av tverrspenningene over lengen x-x kurve 1: or ikke-innspente plater kurve : or innspente plater Det er viktig å tenke på hvor sveisene plasseres i en konstrukson. Plasser sveisene er hvor spenningene er lave, hvis mulig. igur. Tpisk oreling av restspenninger i ikke-innspente plater me uttsveis. igur. Plassering av sveiser i ampeholer me evnt orelt inre trkk. Henning Johansen sie 6
Sveiseorinelser (lectures notes) SVEISBARHET OG SVEISESIKKERHET Sveisarhet Et materiale er got sveisart når et kan sveises me vanlige metoer og tilsettmaterialer på en enkel måte uten spesielle ekstra tiltak or å oppnå et tilresstillene resultat. o Sveisen skal være uten sveiseeil av etning o Sveisen, sveisemetallet og en varmepåvirkete sone av grunnmaterialet, skal ha egenskaper som er minst like goe som grunnmaterialet Sveisarheten er avhengig av: Grunnmaterialets egenskaper Anvent sveisemetoe aterialimensoner - sier are noe om grunnmaterialet Sveiseetingelser Konstruksonsutorming Aktuelle ritsorhol or en sveiste konstruksonen Sveisesikkerhet Gir uttrkk or ritssikkerheten til sveist stålkonstrukson. De alvorligste eekter eller eil som en sveiseoperason kan øre til i sveisen eller i varmepåvirket sone, og som kan tilakeøres til grunnmaterialets egenskaper er: Varmsprekker Kalsprekker - omatter hele en sveiste konstruksonen Inneslutninger orringelse av grunnmaterialets egenskaper i overgangssonen Sveisesikkerhetsegrepet skelner mellom tre tper eil: 1. inre, opprinnelige sprekker (roteil, kratersprekker, kantsår osv.). Utmattingssprekker (kommer ote ra e samme sveiseeil som nevnt over). Sprøru - mest alvorlige ru i sveiste konstruksoner orutsetningene or at et sprøru kan oppstå (orenklet): leraksiale spenninger - orekommer i nesten alle konstruksoner egnnelsessprekk sprøtt materiale - viktigste variael. De leste stanarer løser ette me krav til valg av materialkvalitetsgrupper eller pålitelighetsklasser Henning Johansen sie 7
Sveiseorinelser (lectures notes) EN KONSTRUKSJON BEREGNES ETTER OSTENDIGHETER: 1) LASTOSTENDIGHETENE Belastning eller påkenning. Denne er gitt igennom konstruksonens hensikt. Eksempel, Kranro hvor last er egenvekt og kranlast. Henning Johansen sie 8
Sveiseorinelser (lectures notes) ) HVA KONSTRUKSJONEN TÅLER Hvoran en kan oppøre seg ør en ikke lenger kan sies å lle sin unkson. a) Kranlasten lir så stor at kranen rter sammen. BRUDDGRENSETILSTANDEN ) Ve noe minre last øer kranroen seg så me at løpekatten ikke kører orentlig på en, men søker mot miten på roen. BRUKSGRENSETILSTANDEN c) Når kranroen øer seg ne, oranrer kranen sporvie. Kransene på kranhulene ligger a mot skinnene og gør at kranen går or tregt. igur. Grensetilstaner. a) Bru. ) Dritsteknisk uhelig eormason. c) Slitasemessig og ritsmessig uønsket eormason. Henning Johansen sie 9
Sveiseorinelser (lectures notes) ELASTISKE BEREGNINGSETODER- orutsetter at konstruksonen er i elastisk tilstan BEREGNINGSETODER GRENSETILSTANDER BRUDDGRENSETILSTANDEN DEINERT kapasitet. ASTLEGGES i relason til aren or: - ru - store elastiske orskvninger - tøninger som kan sammenlignes me ru Basert på maksimale laster. Brugrenselaster. Dimensonerene last: = last som virker = lastaktor - avhenger av lasttpe (NS490) = 1,5 or ominerene nttelast = 1,05 or anre nttelaster = 1, or egenlast aksimal elastisk æreevne. Dimensonerene spenning: opptr. x = ltegrensen til materialet x x = materialaktor (= 1,1 or grunnmateriale og uttsveiser) ( or sveiseorinelser, se utt- og kilsveis) opptreene ( ) BRUKSGRENSETILSTANDEN DEINERT grense som ikke skal overskries ve orutsatt ruk. ASTLEGGES i relason til aren or uakseptale: - orskvninger - tøninger - spenninger - neøninger - o.l. Basert på tillatte, virkelige opptreene laster. Brukslaster. = last som virker Tillatt spenning. opptr Dimensonerene last: Tillatt spenning: x x x till n = ltegrense til materialet n = sikkerhetskoeisient (avhengig av konstruksonens- og elastningens art, n = 1,5,5 vanligvis) opptreene till Henning Johansen sie 10
Sveiseorinelser (lectures notes) SVEISTE KONSTRUKSJONER GENERELT Som lastærene sveiser enttes: Buttsveis (me ull eller elvis gennomsveising) K-sveis (me ull eller elvis gennomsveising) Kilsveis igur. Buttsveiser, kilsveiser og K-sveiser. Henning Johansen sie 11
Sveiseorinelser (lectures notes) BUTTSVEIS GENERELT: kapasiteten av en uttsveis me ull gennomsveising = kapasiteten av en svakeste av e platene som inngår i orinelsen Sveisens kapasitet påvises ve spenningene: eller optr. im. x x τ x hvor: optr. = opptreene spenning im. = imensonerene spenning = = ltegrense or orinelsens svakeste el = materialaktor = 1,1 som or grunnmateriale orutsetning: Det enttes elektroe som gir sveisavsett som har ltegrense og ruasthet som ikke unerskrier grunnmaterialets verier. Buttsveis me elvis innsveising imensoneres som kilsveis. a-målet settes til: a = a nom. mm igur. Buttsveiser me elvis gennomsveising. Henning Johansen sie 1
Sveiseorinelser (lectures notes) K-SVEISER (T-uttsveiser) som estår av elvis gennomsveiste uttsveiser orsterket me kilsveis. Kan imensoneres som uttsveis me ull gennomsveising. orutsetter: - nominelt a-mål, a nom. t steg - usveist gap c nom. 0,t c nom. = mm maksimum Hvis isse orutsetningene ikke er tilstee: Dimensonering som or kilsveis me a = a nom. mm igur. uger or K-sveiser (T-uttsveiser). Henning Johansen sie 1
Sveiseorinelser (lectures notes) Buttskøt og T-skøt Buttskøt T-skøt R t R t igur. Butt- og T-skøt. - Normalspenning: - Skærspenning: A s R A s tl R t l Hvor A s = sveisetverrsnitt l = lenge t = tkkelse sveis/plate Henning Johansen sie 14
Sveiseorinelser (lectures notes) KILSVEIS Kilsveis generelt Sveisesnitt (skravert areal a l): l Spenningskomponenter: a igur. Sveisesnitt a l. Normalspenninger: - normalt på sveiseretningen Skærspenninger: - parallell me lengeretningen Spenningene antas evnt orelt over sveisens rotmål a. Jevnørene spenning (generelt) etter eviasonshpotesen: x x τ x Jevnørene spenning or kilsveis: ll ll τ ll Henning Johansen sie 15
Sveiseorinelser (lectures notes) igur. Laster og resulterene spenningskomponenter. Henning Johansen sie 16
Sveiseorinelser (lectures notes) Kilsveis etter maksimal elastisk spenningstilstan (rugrensetilstanen) Sveisens kapasitet pr. lengeenhet kan eregnes etter metoe a) eller ): etoe a) Beregner spenningskomponentene på asis av opptreene kreter pr. lengeenhet sveis. Spenningskomponenter eineres etter iguren uner: Sveisens kapasitet påvises ve spenningene: og u opptr. τ τ. (vi setter = 0) ll β W u hvor: u = B = ruastheten or orinelsens svakeste el W = korrelasonsaktor avhengig av grunnmaterialets nominelle ruasthet etter taell uner. = materialaktor = 1,5 or kilsveis. Tar hensn til evt. kapasitetsreukson orårsaket av korroson eller mekanisk nertning. igur. Spenningskomponenter i kilsveisen. Spenningene antas evnt orelt over sveisens rotmål a. Taell. Bruasthet u og Korrelasonsaktor W. Henning Johansen sie 17
Sveiseorinelser (lectures notes) etoe ) Beregner sveisens kapasitet pr. lengeenhet, uavhengig av kratens retning i orhol til sveisens orientering: Kapasitet pr. lengeenhet: a N/mm W, W, hvor: a = sveisens a (rot) -mål W, = sveisens imensonerene skærspenning u 1 W, τ w hvor: τ = imensonerene skærspenning u = ruastheten, B, or orinelsens svakeste el W = korrelasonsaktor = materialaktor (= 1,5 or kilsveis) a l 1 l α igur. l Henning Johansen sie 18
Sveiseorinelser (lectures notes) Sveisesømmens geometri kilsveisens nominelle a-mål, a nom. = høen av en største trekant som kan innskrives i kilsveisens tverrsnitt generelt : a min. = mm ve automatisk pulversveising : a = 1.a nom. or a 10mm a = a nom. + mm or a > 10mm igur. Deinison av a-mål or kilsveiser. Sveisens lenge ve lastoverøring skal være l 40mm eller l 6a a nom. a igur. Automatisk pulversveising gir ekstra innsveising. Henning Johansen sie 19
Sveiseorinelser (lectures notes) Sveiseorinelser utsatt or strekk / trkk Eksempel 1 Buttsveis me ull gennomsveising Gitt: - materiale S5 (St7) - = 1,5 - = 1,1 =100 =100kN igur 14.1 t=15 KONTROLLER SVEISEN! Løsning: Opptreene normalspenning: 10010 1,5 opptr. t 15100 100N/mm opptr. Dimensonerene normalspenning: 5 1,6N/mm 1,1 opptr. 100 < 1,6 OK! Henning Johansen sie 0
Sveiseorinelser (lectures notes) Eksempel Kilsveis, langsgåene 70 l 50 6 / 8 / 6 igur 14. Gitt: - manuell uesveising - materiale S55 - sv =1,5 st =1,1 - =1,5 - sveisene like sterke som stengene BESTE: L Stenger: A A=? A 1 = 708 = 560mm minst, imensonerene A = 506 = 600mm A1 setter A 1 st st A1 560 55 10480N 1,5 1.1 st Henning Johansen sie 1
45 0 a Sveiseorinelser (lectures notes) Sveis: τ 4A s τ ll 4al τ ll maks. 6 a maks. = 6sin45 0 = 4,5mm velger a = 4mm opptr. sv u β W setter opptr. 4al u sv β W 4al u sv β W l sv 4a u W 1,5 1,5 0,9 10480 4,mm 4 4 510 Velger l = 50mm Henning Johansen sie
Sveiseorinelser (lectures notes) Eksempel Kilsveis, tversgåene 10 60 Gitt: - sveisene er like sterke som stengene - et sveises me manuell uesveising - materiale er S5 - -stengene = 1,1 - -sveisene = 1,5 Stenger: igur 14. BESTE: a) Sveisens a-mål ) Kraten opptr. o A setter: Opptreene spenning = imensonerene spenning, o A A 60 10 5 85.455N 85,4kN 1,5 1,1 Henning Johansen sie
Sveiseorinelser (lectures notes) Henning Johansen sie 4 Sveis: s A 1 τ s ll A 1 4 τ τ τ o opptr. s A Setter: Opptreene spenning = imensonerene spenning, o W u s β A u W s mm 51,6 60 10 85,4 1.5 0,8 1,5 A 4,mm 60 51,6 L A a s Velger a = 5mm 45 0 45 0 = når vinkel = 45 0 (vanligvis) 1 sin 45 τ 0 0
Sveiseorinelser (lectures notes) Eksempel 4 Kilsveis, elastet i en skrå retning a 10 Gitt: - manuell uesveising - materiale S55 - = 150kN - =1,5 =1,5 170 45 0 16 BESTE: Sveisens a-mål igur 14.4 Sveisens kapasitet pr. lengeenhet kan eregnes uavhengig av kratens retning i orhol til sveisens orientering. W, W, a N/mm Sveisens imensonerene skærspenning: 1 510 u W, τ 61,7N/mm w 1,5 0,9 1 W, W, a l sv a l sv W, 1,5 150 10,5mm 170 61,7 Velger a = mm Henning Johansen sie 5
Sveiseorinelser (lectures notes) Sveiseorinelser utsatt or øning Eksempel 5 Belke sveist ast i en vegg me kilsveis. Bøespenning : I x sveis hvor: = øemoment I x = late treghetsmoment = avstan Skærspenning p.g.a. øing: τ T S I x sveis s hvor: T = skærkrat S = statisk moment av laten utenor eregningsplanet = reen av eregningsplanet Henning Johansen sie 6
Sveiseorinelser (lectures notes) orelingen av og vises til venstre i iguren uner. = igur 15.1 Belke sveis ast i vegg me kilsveis. iguren viser at skærspenningen lir omtrent like stor over hele høen h og at en er liten i overkant og unerkant. Vi kan eror orenkle eregningene ve å anta at hele skærkraten tas opp av e vertikale sveisene og at en oreler seg evnt over h. Belastningen ligger parallelt me skærkraten T, så en tilsvarer: τ ll a h (se iguren) er vanligvis liten. Unntak er or velig korte elker, a lir ( ) liten og lir stor i orhol. Da ør vi eregne etter gitte ligning. Henning Johansen sie 7
Sveiseorinelser (lectures notes) Gitt: - = 6.50N - = 10mm h = 100mm L = 00mm a = 4mm Kontroller lattstål og sveis. - materiale S5 - manuell uesveising LATTSTÅL: L 1,5 650 00 81 10 Nmm I x h 1 10 100 1 810 mm 4 maks. I x h 8110 810 100 168,9N/mm τ 1,5 650 9,4N/mm h 10100 maks. τ 168,9 9,4 169,7N/mm Opptreene spenning imensonerene spenning opptr. 5 1,1 1,6N/mm 169,7 < 1,6 OK! Henning Johansen sie 8
Sveiseorinelser (lectures notes) SVEIS: Vi må kontrollere snitt A og B i iguren. Ix sveis I x sveis 1 1 1 1 ah a h 4 10 4100 4 10 100 1056 10 mm Snitt A: A I x sveis h 8110 a 105610 100 4 14,8N/mm = 0 τ τ ll 0 τ 0 45 0 τ sin 45 45 0 4 τ A 14,8 0,6N / mm Henning Johansen sie 9
Sveiseorinelser (lectures notes) Henning Johansen sie 0 Snitt B: x N/mm 1, 100 10 1056 10 81 h I sveis A N/mm 94, 1, τ ll N/mm 11,7 100 4 650 1,5 h a τ ll B N/mm 189,4 11,7 94, 4 τ τ Kontroll: W u opptr. β A. maks 60 0,8 1,5 60,6 0 OK! og u A 88 1,5 60 101,7 14,8 OK!
Sveiseorinelser (lectures notes) Sveiseorinelser utsatt or vrining - orinelser me sirkulære tverrsnitt: Vrispenning: Ip sveis π τ v a I 4 v p sveis 4 r hvor: v = vriemoment I p = polart late treghetsmoment r = raius, avstan til eregningspunkt orenkling: π Ip sveis a glig når >> a 4 igur 16.1 Ringormet kilsveis utsatt or vrining. Henning Johansen sie 1
Sveiseorinelser (lectures notes) Ve innesting av "kasseproiler", anvenes: v Brets ormel: τv Ao a Hvor: A o = Areal innskrevet av sveisens rot uavhengig av kasseproilets orm. Eksempel: Rektangulært tverrsnitt igur 16. Rektangulært tverrsnitt. A o = h i Brets ormel. τ v h v glig når 0,5 h a Henning Johansen sie
Sveiseorinelser (lectures notes) OPPSUERING Dimensonerene last: = last som virker = lastaktor = 1,5 or ominerene nttelast = 1,05 or anre nttelaster = 1, or egenlast Buttsveis og grunnmateriale Opptreene spenning Dimensonerene spenning x x optr. τ x im. = = ltegrense or orinelsens svakeste el = materialaktor = 1,1 som or grunnmateriale Kilsveis Spenningskomponenter: Normalspenninger: settes = 0 - normalt på sveiseretningen Skærspenninger: - parallell me lengeretningen Spenningene antas evnt orelt over sveisens rotmål a-mål: Opptreene spenning Dimensonerene spenning og τ optr. im. u (vi setter = 0) W u u = B = ruastheten or orinelsens svakeste el (ra taell) W = korrelasonsaktor avhengig av grunnmaterialets nominelle ruasthet (ra taell) = materialaktor = 1,5 or kilsveis Henning Johansen sie