Arten von Schweißnähten: Detaillierte Fakten dazu

Schweißen ist eine Methode, die uns seit langer Zeit umgibt, und im Laufe der Jahrzehnte wurden verschiedene Arten von Schweißnähten eingeführt.

Die Schweißnähte können nach der Art und Weise klassifiziert werden, wie die Metallstücke zusammengelegt oder aufeinander ausgerichtet werden. Jede Art von Schweißnähten unterscheidet sich durch Design, Qualität und Kosten. Die Auswahl eines geeigneten Schweißnahttyps gemäß den Anforderungen erfordert besondere Aufmerksamkeit und Geschicklichkeit des Schweißers.

Beim Schweißprozess geht es darum, separate Metallteile mithilfe von Wärme zu schmelzen, sodass ihre geschmolzenen Teile zusammenfließen und zu einem einzigen nahtlosen Teil verschmelzen.

Verschiedene Arten von Schweißverbindungen

Schweißnähte können auf vielfältige Weise geometrisch vorbereitet werden.

Laut Schweißverbindungen der American Welding Society (AWS) können grundsätzlich wie folgt klassifiziert werden:

• Stoßverbindung
• Eckverbindung
• Randfuge
• Überlappungsverbindung
• T-Stück

Die oben genannten Schweißverbindungen decken verschiedene Schweißnahtarten ab.

Schweißer müssen einen Schweißnahttyp auswählen, der bestimmte Kriterien wie Schweißverfahren und Dicke der zu schweißenden Teile beachtet. Im Allgemeinen werden Schweißnähte durch ihre Formen beschrieben, wenn wir ihre Querschnitte betrachten. 

Bei einer Schweißverbindung werden verschiedene Bauteile zu einem einzigen Teil zusammengefügt, so dass die auf sie einwirkenden Spannungen verteilt werden. Eine Schweißverbindung muss unterschiedlichen Beanspruchungen wie Zugspannung, Druckspannung, Biegung, Torsion und Scherbeanspruchung standhalten. Die Fähigkeit einer Schweißverbindung, diese Belastungen zu überwinden, hängt sowohl von der Konstruktion als auch von der Integrität der Schweißnaht ab.

Das Schweißverfahren und das Verbindungsdesign hängen zusammen, je nach Schweißverfahren müssen wir den Verbindungstyp auswählen und umgekehrt.

Ein bestimmtes Schweißverfahren führt genau und effizient zu einem bestimmten Schweißtyp. Die Eigenschaften des Schweißverfahrens wie Bewegungsgeschwindigkeit, Durchdringung, Auftragsrate, Wärmezufuhr usw. wirken sich auf die Leistung und die resultierende Schweißnaht aus.

Stoßverbindung

Stumpfnähte sind sehr verbreitet und einfach zu schweißen, hier werden Metallteile nahe beieinander auf der gleichen Oberfläche platziert und die Teile Kante an Kante verbunden. Die häufigsten Anwendungen von Stumpfschweißnähten sind die Fertigungsindustrie und Rohrleitungssysteme.

Verschiedene Arten von Stumpfnähten (Variation in Nutform, Anwendungen, Breite des Spalts usw.) beim Stumpfschweißen sind unten aufgeführt:

• Quadratische Form
• Einzelfase
• Doppelfase
• Einzel-J
• Double J.
• Single V.
• Doppel V.
• Einzelne U
• Doppelte U-Nuten

.

Da die Ausrichtung des Materials normalerweise nur ein Ende einer langen Klebe- oder Schweißfläche darstellt, ist die resultierende Verbindung von Natur aus schwach. 

Ansammlung von Schlacke, Porosität, Rissbildung usw. sind bestimmte Nachteile von Stumpfnähten, die sie schwächen. Stumpfnähte können aufgrund ihrer einfachen Konstruktion genau durch automatische Schweißmaschinen geführt werden.

Eckverbindung

Eckverbindungen sind in der Blechindustrie üblich, um Rahmen, Kisten, Tanks usw. zu schweißen. Sie ähneln Stumpfnähten, zwei Platten stehen im rechten Winkel zueinander in der „Ecke“, entweder offen oder geschlossen, wodurch eine L-Form entsteht.

Im Fall von leichtgewichtigen flexiblen Blättern ist eine genaue Ausrichtung ziemlich schwierig. Um das Auftreten von Lufteinschlüssen zu vermeiden, versuchen Sie, Lufteinschlüsse, Vertiefungen und Oberflächenunregelmäßigkeiten an der Schweißnaht zu beseitigen.

Verschiedene geometrische Muster von Eckschweißnähten in Eckverbindungen sind wie folgt:

(i) Kehlnaht
(ii) Punktschweißung
(iii) Vierkantnut schweißen oder stumpf schweißen
(iv) V-Nut-Schweißnaht
(v) Schweißnaht mit abgeschrägter Nut
(vi) U-förmige Schweißnaht
(vii) J-Nut-Schweißnaht
(viii) Flare-V-Nut-Schweißnaht
(ix) Kantenschweißung
(x) Eckflanschschweißung

Randfuge

Bei der Kantenverbindung werden die Metallteile so platziert, dass die Kanten eine ebene Oberfläche ergeben, und dann werden eine oder beide Oberflächen in einem Winkel gebogen, um die Verbindung zu bilden. Bei hochbelastbaren Anwendungen werden zusätzliche Füllmetalle aufgetragen, um die Kanten vollständig zu verschmelzen.

Die verschiedenen Schweißnahtarten in dieser Schweißverbindung sind:

Vierkantnaht oder Stumpfnaht
Schweißnaht mit Schrägnut
V-Nut-Schweißnaht
J-Nut-Schweißnaht
U-Nut-Schweißnaht
Kante-Flansch-Schweißnaht
Eckflanschschweißung

Überlappungsverbindung

Bei Überlappnähten werden die beiden Enden der Metallstücke unterschiedlicher Dicke so platziert, dass ein Stück das andere überlappen kann. Je nach Notwendigkeit sind Schweißnähte nur einseitig oder beidseitig ausgeführt.

Diese Art von Verbindungen wird im Allgemeinen bei dickeren Materialien vermieden und bei Blechen bevorzugt. Korrosion ist das Hauptproblem im Zusammenhang mit Überlappschweißungen, aber mit modernen Techniken und sich ändernden Variablen kann dieses Problem verhindert werden. Da Überlappungsnähte die gleichen Eigenschaften wie Kehlnähte haben, werden sie auch als Kehlnähte betrachtet.

Die verschiedenen Schweißnahtarten im Überlappstoß sind

(i) Kehlnaht
(ii) Schweißnaht mit abgeschrägter Nut
(iii) J-Nut-Schweißnaht
(iv) Lochschweißung
(v) Schlitznaht
(vi) Punktschweißung
(vii) Flare-Fase-Nut-Schweißnaht

T-Stück

Bei T-Schweißnähten werden zwei Teile in einem 90-Grad-Winkel zueinander geschweißt, wobei ein Teil im Allgemeinen in der Mitte eines anderen befestigt wird, wodurch eine T-Form entsteht. Diese Verbindungsart wird häufig beim Schweißen eines Rohrs auf eine Grundplatte beobachtet.

Folgende Schweißarten können zum Erstellen einer T-Verbindung verwendet werden

• Lochschweißung
• Schlitznaht
• Schweißnaht mit Schrägnut
• Filetschweißung
• J-Nut-Schweißnaht
• Durchschmelzschweißung
• Flare-Bevel-Nut-Schweißnaht

 Eine Nut wird eingebracht, wenn das Grundmetallstück dick ist und das Schweißen auf beiden Seiten der Belastung nicht standhalten kann, die Verbindung muss tragen. Bei T-Stößen muss ein wirksames Eindringen der Schweißnaht in das Dach gewährleistet sein.

Verschiedene Arten von Schweißnähten sind:

• Filetschweißung
• Nutschweißung
• Nahtschweißen
• Punktschweißen
• Lochschweißung
• Langlochnaht
• Voll- und Teildurchschweißung

Filetschweißung

Es ist eine der am häufigsten verwendeten Schweißarten in der Fertigungsindustrie.

Kehlnähte haben fast 70-80% aller Schweißnähte abgedeckt, die durch das Lichtbogenschweißverfahren hergestellt wurden. T-Verbindungen, Überlappungsverbindungen und Eckverbindungen fallen alle unter Kehlnahtschweißverbindungen. Da keine Kantenvorbereitung erforderlich ist, sind Kehlnähte einfacher und kostengünstiger als Stumpfnähte.

Im Folgenden werden verschiedene Arten von Kehlnähten erwähnt:

Schweißnaht mit quadratischer Nut

Einzel-V-Nahtnaht

Einfach abgeschrägte Nutnaht

Einzel-U-Nahtnaht

Single-J-Nutschweißnaht

Flare-V-Schweißnaht

Flare Bevel Schweißnaht

Der Hauptunterschied zwischen Stumpf- und Kehlnähten besteht darin, dass die zu verbindenden Oberflächen bei Stumpfnähten auf derselben Ebene liegen und bei Kehlnähten die Oberflächen einen Winkel von 90 Grad zueinander bilden.

Bei Kehlnähten wird zwischen den beiden Teilen ein Winkel von 45 Grad gebildet, während Stumpfnähte wie eine Naht oder Wulst aussehen.

Wenn die Schrauben nicht stark genug sind und sich leicht abnutzen, bevorzugen Schweißer im Allgemeinen Kehlnähte, auch zum Verbinden von Flanschen mit Rohrleitungen und Schweißkonstruktionen.

Stumpfnaht

Die Nutschweißung ist eine Art von Verbindung, bei der eine Öffnung zwischen zwei Elementen einen Raum zum Auftragen des Metalls bietet.

Zwei Haupttypen von Nutschweißnähten sind der Einfach-V-Typ und der Doppel-V-Typ. Nutschweißnähte können Stumpfnähten ähneln, wenn zwei Stumpfschweißnähte Rillen aufweisen.

Nahtschweißen

Nahtschweißnähte sind eine durchgehende Verbindung zwischen zwei überlappenden Elementen aus ähnlichen oder unähnlichen Materialien, die durch die Verwendung von Druck und elektrischem Strom erzeugt werden.

Da Metalle die Eigenschaft haben, Elektrizität zu leiten und hohen Drücken standzuhalten, wird dieser Prozess hauptsächlich an Metallen durchgeführt. Das Widerstandsnahtschweißen ist das am häufigsten verwendete Verfahren für Nahtschweißungen. Nahtschweißnähte sind von Natur aus sehr langlebig und robust, da eine große Fläche durch die Schweißnaht verbunden wird und die Verbindung durch Hitze und Druck geschmiedet wird.

Punktschweißungen

Hier werden zwei Bleche an bestimmten Stellen miteinander verbunden. Bei Punktschweißungen werden zwei Bleche in überlappender Position zueinander platziert (genau wie beim Überlappstoß), dann wird ein rotierendes Werkzeug mit hoher Kraft auf die Oberseite gedrückt.

 Die Reibungswärme und der hohe Druck plastifizieren das Blech, der Stift des Werkzeugs wird in die Bleche eingetaucht, bis die Schulter die Oberfläche des Deckblechs berührt.

Dieses Werkzeug besteht aus einem Stift, der sich dreht und in das Blech eindringt, die Schulter im Werkzeug ist die Quelle des hohen Schmiededrucks, der die Bleche verbindet, ohne zu schmelzen. Nach einer kurzen Lücke wird das rotierende Werkzeug aus den Blechmaterialien herausgezogen, um alle 5 Sekunden einen weiteren Schweißpunkt zu erzeugen.

Lochschweißung

Lochschweißungen werden hauptsächlich verwendet, um Nieten zu ersetzen und um überlappende Oberflächen zu verbinden, von denen eine Löcher aufweist.

 Dies sind kreisförmige Schweißnähte, die verwendet werden, um zwei Elemente durch ein kleines Loch in einem der Elemente miteinander zu verbinden, und das Loch ist im Allgemeinen teilweise oder vollständig mit Schweißmetall gefüllt.

In den meisten Automobilanwendungen ersetzen Lochschweißungen Punktschweißungen, wenn der zum Betrieb einer Punktschweißausrüstung erforderliche Platz nicht ausreicht. Die Lochschweißungen ergeben eine stärkere Verbindung als eine Punktschweißung.

Langlochnaht

Genau wie die Lochschweißnähte werden Schlitzschweißnähte auch zum Verbinden überlappender Oberflächen verwendet, von denen eine Löcher aufweist, rund im Falle von Lochschweißnähten und länglich für Schlitzschweißnähte.

Einfach ausgedrückt wird beim Schlitzschweißen ein Materialstück mit einem anderen Metallstück durch ein länglich geformtes Loch verbunden. Das Langloch kann an einem Ende offen oder teilweise oder vollständig sein.

Vollständige und teilweise durchgeschweißte Schweißnähte

Full Penetration Weld oder Complete Joint Penetration (CJP)-Schweißung hat eine spezielle Art von Nut, die es dem Füllmaterial ermöglicht, durch den gesamten Spalt zu fließen, beginnend von der Oberseite bis zur Unterseite der Fuge.

Bei Schweißnähten mit partieller Fugendurchdringung (PJP) erreicht das Füllmaterial nicht den Wurzelbereich der Fuge. Wenn Sie den Querschnitt der Verbindung beobachten, finden Sie eine Lücke zwischen den beiden Elementen.

Die Metallkanten sind im Allgemeinen richtig abgeschrägt, um eine vollständige Penetration zu unterstützen, oder CJP-, U-, J- und V-Rillen sind sehr übliche Formen für die vollständige Penetration. Eine gut gemachte CJP ergibt eine stärkere und haltbarere Verbindung als PJP.

Häufig gestellte Fragen

Q1: Geben Sie die Unterschiede zwischen Stumpf- und Kehlnähten an.

Antwort: Wenn zwei Metallteile auf einer Ebene liegen und miteinander verbunden werden, entsteht eine Stumpfnaht. Stumpfnähte erfordern eine Kantenvorbereitung.

Wenn die zu verbindenden Metallteile einen Winkel von 90 Grad zueinander bilden, erhalten wir eine Kehlnaht. Eine Kantenvorbereitung ist nicht erforderlich.

Q2. Was sind die Unterschiede zwischen Schweißverbindung und Nietverbindung?

Antworten: Der Unterschied zwischen Schweiß- und Nietverbindung ist unten aufgeführt:

Fazit:

Zum Abschluss unseres Beitrags können wir feststellen, dass es verschiedene Arten von Schweißnähten gibt und jede einzelne einzigartige Eigenschaften hat. Um eine Spezialisierung auf das Schweißen zu erreichen, sollten wir ihre Qualitäten genau kennen und wissen, welche für unsere Anforderungen geeignet ist.

Sangeeta Das

Ich bin Sangeeta Das. Ich habe meinen Master in Maschinenbau mit Spezialisierung auf Verbrennungsmotoren und Automobile abgeschlossen. Ich verfüge über rund zehn Jahre Erfahrung in Industrie und Wissenschaft. Mein Interessengebiet umfasst Verbrennungsmotoren, Aerodynamik und Strömungsmechanik. Du kannst mich unter ... erreichen