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DER STAHLBAU
S c h r i f t l e i t u n g :®r.=3ng. A. H e r t w i g , G eh. Regierungsrat, Professor an der Technischen H och schule Berlin, B erlin-C harlottenburg 2, T echnische H ochschule Fernsprecher: C I S te in p la tz 0011
Professor W. R e i n , Breslau, T echnische H och sch u le. — Fernsprecher: Breslau 421 61
B e i l a g e
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T / 7' Fachschrift für das ge-z u r Z e i t s c h r i f t
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sam te B a u in gen ieurw esen P reis d e s Jahrganges 10 RM und P o stgeld6. Jahrgang BERLIN, 26. Mai 1933 Heft 11
schte Ü ber d ie D a u e r f e s t ig k e it v o n S c h w e i ß v e r b i n d u n g e n . 1)
Nach ein em Vortrag im Kuratorium für D auerfestigk eitsversuche beim Fachausschuß für Schw eißtechnik d es VD1 am 3. März 1933.
V on O tto G raf, Professor an der T echnischen H och schule Stuttgart.
B ei U n tersuchungen über d ie D au erfestigk eit2) von S ch w eiß verb in du ngen sind u. a. zu beachten:
1. die B eschaffenheit des M aterials an der S ch w eiß stelle (Dichte, F estigk eit, B ildsam k eit, flache, allm ählich anlaufende oder h oh e, scharf a b g esetzte Raupe, u n geglü ht, g eg lü h t usf., Schw eißraupe bearbeitet), auch der Einfluß d es zu sch w eiß en d en M aterials (St 37, St 52 usf.);
2. der Einfluß der Bauart der V erbindung (Stum pfnähte senkrecht und sch ief zur Zugrichtung, K ehlnähte längs und quer zur Zuganstrengung, L aschenverbindungen, dünne, lang« und starke, kurze K ehlnähte usf.);
3. d ie Art der Beanspruchung der V erbindung (Zug, Druck, B iegu ng, W ech sel zw isch en Z ug und Druck, A n teil der b ew eg ten Last bei Z ug
beanspruchung und b ei D ruckbeanspruchung u. a. m.);
4. der Einfluß von V orspannungen, die durch das Schw eißen entstehen.
5. D ie B eurteilung der F eststellu n gen hat nach praktischen B e din gungen zu erfolgen , z. B. derart, daß von dem a u sgegan gen wird, was in b e z u g auf die N ietverbind ung erreicht ist.
A. W ie g r o ß s o llt e d ie D a u e r f e s t ig k e it d e r S c h w e iß v e r b in d u n g e n im V e r g le ic h m it d e n N ie tv e r b in d u n g e n w e r d e n ?
a) B ei D auerversuchen mit St 37, St 52, auch mit anderen Baustählen für das B au w esen und für den M aschinenbau, hat sich g e z e ig t 3), daß die U rsp ru ngszugfestigkeit von Flachstäben mit W alzhaut und mit B ohrun g4) beträgt
für St 37 (9 Stähle) D m = 16 bis 21 k g/m m 2, i. M. 18 kg/m m 2, für St 52 (11 Stähle) D ia = 15 bis 24 k g/m m 2, i. M. 20 k g/m m 2, für andere Stäh le m it höherer F estigk eit
(11 Stähle) D zu = 19 b is 22 kg/m m 2, i. M. 20 kg/m m 2.
D i e U r s p r u n g s z u g f e s t i g k e i t e n d e r B a u s t ä h l e w e r d e n n a c h u n s e r e n B e o b a c h t u n g e n in d e n N i e t v e r b i n d u n g e n v o l l w i r k s a m , w e n n d i e B i e g e a n s t r e n g u n g d e r N i e t e u n d d e r L o c h - l e l b u n g s d r u c k d e r B l e c h e in g e w i s s e n G r e n z e n b l e i b e n 6).
b) D i e A u s n u t z u n g d e r S t ä h l e in d e r N i e t v e r b i n d u n g g e m ä ß a) i s t v e r g l e i c h s w e i s e a u c h in d e r S c h w e i ß v e r b i n d u n g a n z u s t r e b e n . W enn man dazu annimmt, daß der Q uerschnittsverlust durch Bohrungen b ei N ietverb ind un gen im M ittel 20 °/0 beträgt, so würde e s v e r g l e i c h s w e i s e g e n ü g e n , w enn die U rspru ngsfestigkeiten der S chw eißverbindungen rund 1/ e kleiner b leib en als die D auerfestigkeiten der geb oh rten S täb e, das ist
b ei St 37 D za = 15 kg/m m 2, b ei St 52 Z5zu — 16,7 kg/m m2 usf.
') 4. T eil der D auerversuche mit Schw eißverbind ungen. V g l. G r a f , D auerfestigkeit von Stäh len mit W alzhaut ohne und mit Bohrung, von Nlet- und Schw eißverbind ungen, V D I-V erlag 1931, S. 38, ferner Bautechn. 1932, S. 395 u. f., dann Stahlbau 1932, S. 177 u. f. Bel der Ausführung der Ver
su ch e hat mich Herr Ingenieur M u n z i n g e r w ie früher m it U m sicht unter
stützt.
2) D ie bisher veröffentlichten V ersuche sind m it M itteln der C. Bach- Stiftung des V ereins deutscher Ingenieure und der V erein igu n g von F reunden der T echnischen H och schule Stuttgart ausgeführt w orden. Im fo lg en d en finden sich ferner M itteilu ngen aus größeren U ntersuchungen für die D eutsch e R eichsbahn-G esellschaft und aus solchen für das Kura
torium für D auerversuche beim Fachausschuß für Schw eißtechnik im Verein deutsch er Ingenieure.
3) V gl. Z .d .V d l 1932, S. 438. Bis Ende 1932 ausgeführte V ersuche sind berücksichtigt.
4) W iderstandsfähigkeit g e g e n 2 M illion en L astw echsel; G rundzug
spannung au — 0,5 k g/m m 2.
6) V gl. u. a. Z .d .V d l 1932, S. 441. Ein w eiterer Bericht ist in V or
bereitung.
c) Wenn zu der b e w eg ten Last ein e ruhende hinzu tritt, so kann die ruhende B elastung zunächst mit der b e w e g ten Last w irken, ohn e daß die letztere w esen tlich kleiner w erd en m üß te; d ie A nstren gung, w elch e durch die b e w e g ten Lasten ertragen wird, g e h t mit Zunahm e des A n teils der ruhenden Last langsam zurück. A llerdings läßt sich bekanntlich d iese E igenschaft der Stäh le nicht v o ll ausnu tzen, w eil beim V orhandensein großer G rundspannungen durch ruhende Lasten d ie F ließ gren ze der Stähle
m aß geb end w ird; beim Ü ber
schreiten der F ließ gren ze w ürden d ie Form änderungen in der Regel u n zu lässig groß.
A bb. 1 z eig t z w ei B eisp iele, unten für ein en Stahl St 37, oben für ein en Stahl St 52°). Der a u s
nutzbare Bereich der beid en Stähle ist durch Strich elun g hervor
g eh o b en .
d) D ie E rgeb nisse unter c)
erinnern, daß d i e S t ä h l e im S t a b m it B o h r u n g b i s z u s e h r h o h e n B e l a s t u n g e n b e d e u t e n d e s c h w i n g e n d e A n s t r e n g u n g e n e r t r a g e n , d i e b e i m E r r e i c h e n d e r F l i e ß g r e n z e v o n St 37 n o c h r u n d 3/5 d e r U r s p r u n g s f e s t i g k e i t 5 lg 15 w 25 3Q b e t r a g e n (v g l. Abb. 1). Auch ßrunthugspannung , k g / m 2 d ie se s Ergebnis ist b ei B eu rtei
lun g der W iderstandsfähigkeit von
• • S chw eißverbind ungen v erg leich s
w e is e heranzuziehen,
e) D ie S chw in gun gsfestigkeit (W echsel zw isch en Z ug und Druck) von Baustählen mit B ohrung (W iderstandsfähigkeit beim W ech sel zw isch en Zug- und Druckanstrengungen in den G renzw erten von gleich er G röße) ist bis jetzt noch nicht ausreichend erkundet. D ie dem V erfasser b e kannten V e rsu c h e 7) m it K onstruk tion selem enten lassen zunächst erwarten, daß die S ch w in gu n gsw eite, die bei W ech selb elastu n g ertragen wird, etw as höh er sein wird als d ie S ch w in gu n gsw eite bei U rsprungsbelastung.
B. Ü b er den E in flu ß d e r B e s c h a f f e n h e it d e s M a te r ia ls an d e r S c h w e iß s t e lle . E in flu ß d e r G e s ta lt d e r S c h w e iß r a u p e ,
1. E i n i g e s z u r A u s f ü h r u n g v o n S t u m p f n ä h t e n .
а) A us v iele n V ersuchen ist bekannt, daß alle Q uerschnittsänderungen zu örtlichen Spannungserhöhungen führen, b ei so n st gleich e n V erhält
n issen um so mehr, je schärfer, also je w en iger verm ittelt d ie se Ä nderung stattfin d et8) (F eh lstellen im Innern d e s S tab es, Einfluß von Kerben in der W alzhaut, Einfluß von Bohrungen, Bunden usf.) D em gem äß lieferten Schw eißverbind ungen mit stark porigem Schw eißm aterlai gerin ge Ursprungs- б) V gl. u. a. D au erfestigk eit von Stäh len mit W alzhaut ohne und mit Bohrung, von N iet- und Schw eißverbind ungen, V D I-V e rla g 1931, S. 18, A b b. 23 u. 24.
7) V g l. u. a. W ö h le r , Z. f. B auw es. 1870, Sp. 83 u. f.; H a i g h , E ngng. 1930, S. 231 u. f.; S c h u l z und B u c h h o l z , Internationaler Verband für M aterialprüfung, K ongreß Zürich 1931, S. 293 u. f. E igen e V ersuche sind ein g eleitet.
^ V gl. u. a. G r a f , D ie D au erfestigk eit der W erkstoffe und der K onstruk tion selem ente, V erlag Julius Springer, Berlin 1929, so w ie d ie in F ußbem erkung 6 gen an n te Schrift; T h u m und B u c h m a n n , Dauer
festigk eit und Konstruktion, V D I-V erlag 1932.
D E R S T A H L B A Ü B e i l a g e z u r Z e i t s c h r i f t „ D ie B a u t e c h n i k 1
G r a f , Ü ber d ie D auerfestigkeit von Schw eißverbindungen
Ho37.AS(h1.9-10
H o 3 7 A x . 1 ~ 2
, J O m m
Abb. 7. Q uerschnitt durch ein e V -N aht.
( L i c h tb o g e n s c h w e iß u n g , G l e i c h s t r o m , b l a n k e E l e k t r o d e n ) n a c h o f t m a l s w i e d e r h o l t e r Z u g b e l a s t u n g . B e g in n d e s D a u e r b r u c h e s b e i R
In f o lg e p l ö t z l i c h e r Q u e r s c h n i t t s ä n d e r u n g .
Abb. 4.
Bruchfläche einer X -N ah t.
G asschm elzsch w eiß ung nach oftm als w ied erh olter Z ugbelastung.
Ho37.A
Abb. 6.
Bruchfläche einer V -N a h t nach A b b. 5. q
«uu c u , , Der Bruch begann b ei a .
Abb. 5. G asschm elzsch w eiß u n g (V -N aht) ...
nach oftm als w ied erh olter Z ugb elastu ng. Abb. 8. Bruchfläche der V-N aht nach Abb. 7.
frei oder doch porenarm h er g estellt wird, sofern der durch die Schw eiß- Fall der Bruch aus. Abb. 8 z eig t d ie porenfreie Bruchfläche m it den s te lle v erb u n d en e W erkstoff w e itg eh en d ausgenutzt w erd en so ll. M erkm alen des Bruchbeginns bei b, b, b; die U rsp rungszugfestigkeit betrug
b) W eitere innere F eh lstellen sind u. a. b e i X -N ä h te n aufgetreten, D m = 10 k g /m m 2.
w enn d ie F ugen nicht durchgeschw eißt w aren. Abb. 3 z e ig t ein e Licht- e) Nach den B em erkungen unter a) bis d) gehören zu Sch w eißu ngen bogen sch w eiß u n g, die b eim D auerzugversuch ln der S ch w eiß stelle brach, mit hoh er D au erzu gfestigk eit u. a. folgen d e E igen schaften: praktisch w e il die F u ge in der M itte an ihrer en gsten S te lle offen b lieb . Der
Bruch g in g von d ieser F u ge aus. D ie U rspru ngszugfestigkeit erreichte auch hier nur den Wert D zu = 10 kg/m m 2.
Lehrreich ist hier ferner A bb. 4 , zu ein er G asversch m elzu ng von rund 25 mm starken B lech en aus St 37 g ehörig. D ie V erb indu ng war als X-N aht h e rg estellt. Der Bruch begann an einer k lein en F eh ls telle bei a.
Im übrigen han delt es sich um ein e praktisch porenfreie, sachgem äß her
g e ste llte S ch w eiß u n g. D ie U rsp ru ngsfestigkeit erreichte D za = 15 k g/m m 2, war also höh er als b ei den bish er besch rieb en en B eisp ielen ; der höh ere W ert en tstan d , w e ll die M ängel w e sen tlich geringer waren als in A bb. 2.
c) B ei V-N ähten verb leib en Kerben, w en n die W urzel der N aht nicht
nach gesch w eiß t wird oder w enn das N achsch w eiß en nicht sorgfältig Abb. 9. L ich tbogenschw eißu ng, V -N aht m it stetig en Q uerschnitts
g esch ieh t. A bb. 5 u. 6 zeig en die V -N aht ein er G assch m elzsch w eiß u n g, Übergängen (W echselstrom , u m h ü llte Elektrode).
W erkstoff St 37, die gem äß Abb. 6 von ein er B reitseite au sg eh en d brach, w e il
■jO m m
d ie W urzel b ei a nicht g e sc h lo sse n war. D ie U rsp ru ngsfestigkeit betrug hier D m — rund 17 k g/m m 2. Es handelt sich um e in e an sich gu te Schw eißung, d ie ein ige örtliche F ehler aufw ies.
W ied erholt war w ie hier festzu stellen , daß ein sorgfältiger, gleichm äßiger Schluß der W urzel der V -N aht n ötig ist, w en n ein e h oh e W iderstands
fähigkeit g e g en oftm als w iederk eh ren d e Lasten en tsteh en so ll.
9) V g l. in dem unter F ußbem erkung 8 zu erst b ezeich n eten Buch.
S. 2 3 u. f.
porenfreies oder doch porenarm es M aterial in der S ch w eiß stelle, überall g u t g e sc h lo sse n e F ugen, Schw eißraupen, d ie nicht scharf a b g esetzt, sondern m it allm ählichem Ü b ergan g und w e n ig vortretend h erg estellt sind.
Zur w eiteren Erläuterung sind im fo lg en d en Schnitte durch gute Stum pfnähte w ied erg eg eb en .
Abb. 9 gehört zu ein er L ich tbogenschw eißu ng (V -N a h t, St 37). D zu betrug 18 k g/m m 2, erreichte also d ie W iderstandsfähigkeit, w e lch e nach dem unter A M itgeteilten für den gebohrten Flachstab aus St 37 im M ittel erreicht wird. D ie S ch w eiß stelle hatte allerdings ste tig e Ü b ergänge.
J a h rg a n g 6 H eft 11
2 6 . M al 1933 G r a f , Ü ber die D au erfestigk eit von Schw eißverbindungen 8 3
Abb. 10. G asschm elzsch w eißung, V-Naht.
A bb. 10 z eig t den Q uerschnitt einer schrägen V -N aht einer G as
sch m elzsch w eiß un g (St 37). D m erreichte hier den b eson d ers hohen Wert von 22 k g /m m 2. In Abb. 11 ist ein e G assch m elzsch w eiß u n g gleicher Fertigung, jedoch aus einer N aht, die normal angeordnet war, w ied er
g e g eb en . D zu betrug hier 18 k g/m in2. D ie B eisp iele z e ig e n , daß für g e sch w eiß te Stücke U rsprungsfestigkeiten erm ittelt w urden, die den W erten für gebohrte Stäb e g leich k om m en . D a b e i w a r e n d i e S c h w e i ß n ä h t e p r a k t i s c h p o r e n f r e i o d e r j e d e n f a l l s p o r e n a r m , in d e n F u g e n g u t g e s c h l o s s e n u n d m it a l l m ä h l i c h e r Q u e r s c h n i t t s ä n d e r u n g a n l a u f e n d .
W ichtig ist hier vor allem , daß die Kerben, w elch e die gu ten Schw eiß
verbindungen innen und außen besaß en , die U rsprungsfestigkeit in gleichem Maß b eein flu ssen w ie ein e sachgem äß h erg estellte Bohrung. Dam it ist ein e G üte der Schw eißverbind ung erreicht, w ie sie für un bearb eitete Schw eiß
verbindungen gü n stigstenfalls erwartet w erden konnte.
f) Da d ie Schw eißraupe die U rsprungsfestigkeit u. a. w e g en der Quer
schnittsänderungen an der Schw eißnaht beeinflu ßt (vgl. unter e), kann die W i d e r s t a n d s f ä h i g k e i t g e g e n oftm als w iederk eh rend e Lasten bei d ich ten , gu t g e sch lo ssen e n Schw eißnähten d u r c h B e a r b e i t e n d e r S c h w e i ß n a h t e r h ö h t w e rd en , derart, daß die Raupe abgearbeitet und der Q uerschnitt d es S tab es durchw eg gleich wird; d ie Bearbeitung muß sachgem äß g esch eh en (H obeln und Schlichten parallel zur Z ug
richtung u. d g l.)10).
g) In w iew eit die U rspru ngszugfestigkeit der S chw eiß stelle durch 10) N äh eres v g l. D issertation P f e i f f e r , Stuttgart 1929, S. 42; ferner U l r i c h , Mitt. der V erein igu n g der G roß kesselbesitzer, H eft 40, S. 291 u. 292.
Abb. 11. G asschm elzsch w eiß un g, V-Naht.
G lühen verb essert w erden kann, hängt vom Schw eißverfahren und von den v erw en d eten Stoffen a b 11).
h) Durch Ü b erschm ied en und Hämmern kann die D au erfestigk eit er
höht w erden, se i es, daß dam it ein V erdichten der S c h w eiß stelle statt
fin d et, se i e s , daß dam it d ie äußeren Schichten Druckspannungen erhalten u s f.12). Jedoch ist hier nur nach vorsichtiger Ü b erlegu n g vor
zu geh en .
i) B ei Stu m pfschw eißungen soll die S ch w eiß stelle m in desten s die g leic h e W iderstandsfähigkeit au fw eisen w ie der W erkstoff der zu ver
bindenden Stü ck e; ein erh eb liches M ehr an F estigk eit für die S ch w eiß ste lle ist nicht n ö tig 13), da d ie se s in der R egel nicht zur G eltu n g kom m en k an n 14).
D ie in Stuttgart auf U rsp ru ngszugfestigkeit geprüften Stum pfnähte in St 37 stam m en aus sieb en W erkstätten, die mit v ersch ieden en Schw elß-
u ) V gl. hierzu u. a. D issertation P f e i f f e r , Stuttgart 1929, S. 42; ferner P e t e r s o n und J e n n i n g s , fatigue tests of w eld m etal, P roceed lngs of the American Society for T estin g M aterials 1931.
12) V gl. u .a . P e t e r s o n und J e n n i n g s , P roceedings of th e American S ociety for T esting M aterials 1931; ferner H o f m a n n , Elektroschw eißung 1932, H eft 4.
ls) D ie unter A, a) m itgeteilten Z ahlenreihen zeig en , daß die Ur
sp ru ngszu gfestigk eit der B austähle mit steig en d er Z ugfestigkeit verh ältn is
m äßig w en ig zunim m t, w e il die O berfläch en beschaffenh eit dab ei w esen tlich b eteilig t ist. D em zu folge ist zur Zelt nicht zu erwarten, daß bei Stu m pf
schw eißu ngen d ie Z ugfestigkeit d es Stoffes in der S ch w eiß e an sich w e se n t
liche B edeutun g für d ie U rsprungsfestigkeit hat.
14) Körper m it guten S ch w eiß stellen brachen am Ü b ergang der S chw eiß
s te lle zum Grundmaterial.
Z u s a m m e n s te llu n g 1. S tu m p fs c h w e iß u n g e n fü r St 37.
1 2 3 4 5 6
7 8
W erk
statt
S ch w eiß stab
B lech stärke
m in
V- oder X -N a h t
Ursprungs
zu gfestig
k e it1)
k g / m m -
Kugeldruck- h ä rte6) (B rinell)inder
S ch w eiß s te lle
k g / m m 2
B e s c h a f f e n h e i t
d e r B r u c h f l ä c h e 6) Ä u ß e r e F o r m d e r S c h w e i ß n a h t
H
- (I
10 V15
10 X 16
13 V 1 8 2)
13 V 122) 3)
26 X 1 5 2)
K 10 V 10
A b2 10 V 18
b3 10 X 10
R ci 12 V 17
10 V 15
D rfi
\
-
1 1
10 X 10
f 16 V 9 a)
W a \ 4
l 16 V 10
S G 12 V 13 4)
R C2 15 X 15 s) i
a) G a s s c h m e l z s c h w e i ß u n g e n Dicht, grobe K örner7)
D icht, grobe Körner 140/171 Dicht, grobe Körner
D icht, grobe Körner
Schw eißraupen m eisten s flach, zum T eil örtlich stell (vgl.
auch Bautechn. 1932, S. 397, Abb. 3)
D icht, grobe K örner, in der M itten ich tg eb u n d en eS tellen b) L i c h t b o g e n s c h w e i ß u n g e n
Porig, grobe Körner, an der Wurzel nicht gebun d. Stellen 137/146 Dicht, grob e Körner
Porig, feinkörnig, in der M itte nicht geb u n d en e S tellen
Schw eißraupen in der R egel flach ansteigend (vgl. A bb. 11) Schw eißraupen an der W urzel un regelm äß ig und ste il an
steigen d
Schw eißraupen sehr flach ansteigend
140/148
113/155
Dicht, feinkörnig, Bruch neben S ch w eiß stelle
Dicht, grobe Körner
Porig, in der M itte nicht ver
schw eißt
Porig, grobe Körner, Kerbe an der W urzel
Porig, grobe Körner
S chw eißraupen steil ansteigend
Schw eißraupen flach a n steigend (vgl. Abb. 9) Schw eißraupen sehr flach ansteigend
Schw eißraupen in der R egel flach ansteigend
Schw eißraupen an der W urzel steil, auf der anderen S eite flach an steigen d (v g l. auch B autechn. 1932, S. 396, Abb. 2) Schw eißraupen ste il an steigen d
Schw eißraupen steil ansteigend
Schw eißraupen auf ein er S e ite steil ansteigend (vgl. Abb. 7 M eist dicht, feinkörnig, Bruch I Schw eißraupen flach ansteigend
von F eh lstelle ausgeh en d
!) au = 0,5 k g/m m 2. — 2) P robestäbe seitlich nicht bearbeitet. — 3) W urzelseitig nicht nachgeschw eißt. — 4) Stabbreite 14 cm , seitlich nicht bearbeitet.
Alle anderen Schw eißu ngen unter b) sind aus breiten B lech en g e sä g t und seitlich bearbeitet. — 6) K leinst- und H öch stw erte. — 6) D auerbruchansatz ln allen Fällen feinkörnig. — ^ Mehrfach a b g ese tzte Bruchfläche. — ®) V g l. U l r i c h , Mitt. der V erein ig u n g der G roß k esselb esitzer, H eft 40, S. 291, Abb. 48.
8 4 G r a f , Ü ber die D au erfestigk eit von Schw eißverbind ungen
DER STAHLBAU
B eilag e z u r Z e its c h rift .D i e B a llte c h n ik -
stäben und versch ied en en Einrichtungen g earb eitet haben. D ie E rgeb nisse finden sich in der vorsteh en den Z usam m en stellu n g 1. A u s S p alte 6 ergibt sich, daß die F estig k eit der Schw eißnaht w ied erh olt w e it über die F estig k eit d es G rundw erkstoffes hin ausging. W eiter zeig t Abb. 12 an ein em B eisp iel die V eränderlichkeit der Härte in der M itte d es L ängsschnitts, w ie s ie bei ver
sch ied en en S ch w eiß stellen erm ittelt wurde. Abb. 12 g ilt für ein e Schw eißu ng, aus der das in Abb. 9 d argestellte Stück entnom m en ist (Lichtbogen
sch w eißu ng m it um hüllter E lektrode); die W erte <tz reichen an den g e prüften S tellen b is rund 53 k g/m m 2. B ei anderen L ichtbogenschw eißu ngen sind noch größere F estigk eiten erm ittelt w orden. Bei ein er G asschm elz
sch w eiß u n g w urden bis rund 62 kg/m m2 erreicht. W eitere U ntersuchungen dieser Art, auch in den Randzonen der S ch w eiß stellen , lieferten ähnliche Bilder.
k) D ie U rsprungsfestigkeit von Stum pfschw eißu ngen aus St 52 ist bei unseren b ish erigen V ersuchen nicht größer au sgefallen als mit St 37 (vgl. auch unter A, a). Hier so ll durch w eitere V ersuche K larstellung g esu ch t w erden.
55 150
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Sä
Abb. 12. V erlauf der Härte in der M itte d es Längsschnittes.
2. Ü b e r d i e B e d e u t u n g d e r E i g e n s c h a f t e n d e s W e r k s t o f f e s in V e r b i n d u n g e n m it F l a n k e n k e h l n ä h t e n .
a) Zu den ersten V ersuchen über die U rsprungsfestigkeit von S ch w eiß verbindungen gehörten solch e nach Abb. 1 3 15); Flachstäbe m it der Breite B waren mit Flankenkehlnähten an breitere Stücke a n gesch lossen , ent
sp rechend d e m , w as b ei Fachw erken an den K notenpunkten als üblich g efu n d en wurde. D ie Schw eißn ähte waren in der R egel derart b em essen ,
W37.\ef9.-K
■10
K
70
0,h
10'
A bb. 13.
A b m essun gen für Abb. 14 u. 15.
Abb. 14.
L ic h tb o g e n s c h w e iß u n g e n nach A bb. 13. L in k s nach d em g e w ö h n lic h e n Z u g v e rsu c h {dz — 41,2 k g /m m 2) , r e c h ts n a c h 1 4 3 7 C00 L a stw e ch sc ln
z w is c h e n <SU = 0 , 5 k g /m m 2 u n d = 9 k g /m m 2.
daß p : cf rund 0,5 war. Beim g ew ö h n lich en Zerreißversuch erfolgte die Zerstörung nach A bb. 14, beim D auerversuch gem äß Abb. 1 5 1G). Beim g ew öh n lich en Zerreißversuch brach der Flachstab in der M itte nach starker D ehn un g und Einschnürung; bei oftm als w ied erh olter Z u gb elastu n g riß der Flachstab oh n e deutlich e Form änderung zuerst beim B egin n der Schw eißnaht, von den Schm alseiten a u s g e h e n d 17).
15) V gl. D au erfestigk eit von Stählen m it W alzhaut, ohne und mit Bohrung, von N iet- und Sch w eiß verb in d u n gen, Berlin, V D I-V erlag. 1931, S. 38 u. f.
le) V g l. auch Bautechn. 1932, S. 416.
b) A bb. 15 erinnert, daß d ie W ider
stan dsfäh igkeit g e g en oftm als w ied erh o lte Z ugb elastu ng durch Q uerschnittsänderun
g en w esen tlich eingeschränkt w erden kann (vgl. unter B, 1 a); außerdem ist hier w ichtig daß die Q uerschnittsänderung an der m aß
g eb en d en S te lle b ei Körpern nach Abb. 13
u. 14 b edeu tend i s t 18). Ü b erdies sind die
Kräfte aus dem Flachstab üb er d ie Schm al
seiten unter starker A blenkung nach dem M ittelblech zu le it e n 19). D em entsprechend stand zu erwarten, daß die U r s p r u n g s f e s t i g k e i t e n v o n V e r b i n d u n g e n n a c h A b b . 13 u n t e r s o n s t g l e i c h e n U m s t ä n d e n (gleiche W erkstoffe in den B lechen und in der S ch w eiß stelle, g leic h e H ersteller usf.) k l e i n e r a u s f a l l e n k ö n n e n a l s b e i S t u m p f s c h w e i ß u n g e n . Z u sam m en stellun g 2 enthält d ie A ngaben zu den bis Ende 1932 geprüften V erbindungen nach Abb. 13. Ein Ver
gleich mit Z u sam m en stellu n g 1 ergibt u .a . fo lg en d e, ln Z usam m en stellu n g 3 aufgeführtc W erte.
Z u s a m m e n s te llu n g 2.
V e r b in d u n g e n n a c h A b b . 13 a u s St 37, (>:<; = c-o 0,5 b is 0,7.
Abb. 16.
kstatt Schw eißstab L aschen
stärke
mm
L aschen
breite B
m m
Ursprungs
zu g festig k eit L (i. K lam m ern o
k ß /m m 2
a) G a ssch m elzsch w eiß un gen
G 10 40 14 (0,5)
10 40 10 (0,7)
H z 10 40 9*) (0,5)
b) L ich tbogenschw eißu ngen
D de 10 40 8 (0,5)
de 10 40 8 (0,5)
W 10 25 10 (0,6)
10 40 9 (0,6)
«i 10 70 7 (0,7)
s e2 10 40 6*) (0,5)
*) Freie Länge d es Stab es zw isch en den S ch w eiß stellen / z = 100 mm;
so n st / z = 4 0 mm.
Z u s a m m e n s t e llu n g 3.
W erkstatt
U rsprungsfestigkeit in k g/m m2 für Stu m pfschw eißu ng*) 1 “ ' ¿ « ( g T
<V-Naht) ! (B = 40 mm)
G 15 14
H 18 9
D 15 8
W 10 9
W urzelseitig nachgeschw eißt.
Hiernach ist d ie U rsprungsfestigkeit in ein em Fall (W erkstatt G, G as
schm elzsch w eiß ung) b e i der V erbindung nach Abb. 13 m it L ängskehlnähten recht zu fried en stellen d und üb erdies nur w e n ig kleiner au sgefallen als b ei der Stum pfschw eißu ng; b ei den Proben aus den W erkstätten H und D hat d ie V erbindung nach Abb. 13 w eit k lein ere W erte g eliefert als d ie Stum pfschw eißu ng; d ie Proben aus der W erkstatt W erscheinen im ganzen geringw ertig.
c) D ie Zahlen unter b) z e ig e n , daß entsprech en d d e m , w as d ie E lastizitätslehre erwarten läß t, V erbindungen mit Flankenkeh ln ähten g e g en oftm als w ied erh olte B elastu n g zur Z eit geringw ertiger sind als Stum pfnähte. D ieses E rgebnis hat an v iele n S te lle n zu der A uffassung g efü h rt, daß von V erbindungen mit F lan kenk eh ln ähten verhältnism äßig gerin g e D au erzu gfestigk eit vorau szu setzen sei. D azu se i aufm erksam
17) Ü b er den Verlauf der Risse beim D auerzugversuch vgl. Stah l
bau 1932, S. 179.
18) Zur B eurteilung der B ed eu tu n g der Q uerschnittsänderung (ohne Q uerversch iebu ng der Q uerschnitte) sei auf den Einfluß von Bohrungen gem äß dem unter A, G esagten , so w ie auf fo lg en d e Zahlen v erw iesen . Mit ein em aus dem H andel b e z o g en en St 37 (us = 23,6 k g /m m 2, ^ = 3 7 , 6 kg/m m 2,
<yi0 = 3 3 °/0, v' = 6 6°/o) fan(* sich d ie U rsprungsfestigkeit (Grundlast du
— 0,7 k g/m m 2)
für V o llstä b e (6 0 - 10 m m ) ... zu 24,9 kg/m m 2, für Stäb e mit Bohrung (80 • 10 m m ; Bohrung 2 0 mm) zu 16,0 k g /m m 2, für Stäbe nach A bb. 1 6 ... zu 15,0 k g/m m 2.
Der Bruch der Stäbe nach Abb. 16 beginn t g e n e ig t zur Stabachse;
v g l. auch Abb. 15.
19) Ü b er die S p ann un gsverteilun g in V erbindungen m it L ängskehl
nähten v g l. u. a. H o l l i s t e r und G e l m a n , Journal of the American W e ld in g S o c ie ty , O ktober 1932, S . 24 u .f.; S c h a e c h t e r l e , Bautechn. 1932, S. 603 u. f.; M e l a n , Ingenieurarchiv 1932, S. 123 u. f.
Ja h rg a n g 6 H e ft 11
26. M al 1933 G r a f , Ü ber d ie D au erfestigk eit von Schw eißverbind ungen 8 5
gem acht, daß die bish er veröffentlichten E rgeb nisse m it handelsüblichen Elektroden zu stan d e gekom m en sind, und daß d iese den Erfordernissen, w ie sie unserer A ufgabe entspringen, anscheinend noch nicht g e fo lg t sind.
Zur Erläuterung sei fo lg en d es bem erk t. An den Enden der Längs- kehln ähte treten h oh e Spann un gsschw ellen auf. D ie se können durch örtliches N ach geben des B austoffes erheblich abgebaut w erd en , u. a. bei V erw en d u n g von Stahl mit niederer, stark ausgeprägter Streckgrenze mehr als m it Stahl, der ein e höhere, w en ig ausgeprägte Streckgrenze besitzt.
Man wird desh alb in Längskehlnähten nachgiebigen W erkstoff bevorzu gt v erw en d en .
Nach den bisher besprochenen V ersuchen kann d ie se A uffassung zu treffend sein , w eil die V erbindung nach Abb. 13, w elch e die Ursprungs
festig k eit D zu — 14 k g/m m2 gelie fe rt hat, in den Schw eißnähten poren
freien w eich en W erkstoff en th ielt (Brincllhärtc H rund 120).
Auf m ein e A nregung wird zur Z eit versucht, Schw eißn ähte aus einem W erkstoff h erzu stellen , der im g e sc h w eiß ten Z ustand beim Überschreiten der Streckgrenze ein e h o h e N ach gieb igk eit aufw eist.
D er Um stand, daß die V erbindung mit L ängskehlnähten w en ig sten s in ein em Fall die relativ g u te U rsprungsfestigkeit D za = 14 kg/m m g eliefert hat, zeig t, daß die M öglichkeit b esteh t, auch b e i so lc h en V erbindungen noch h o h e W iderstandsfähigkeit g e g en oftm als w ied erh olte B elastu n gen zu schaffen.
d) V erb indu ngen nach Abb. 13, aus St 52 h erg estellt, erw iesen sich bis jetzt nicht w iderstandsfähiger als solch e aus St 37. D och Ist hierm it ein ausreich en des Urteil noch nicht zu g ew in n en ; es sind w e itere V ersuche abzuw arten. Im übrigen v g l. unter 1, k).
e) Im ganzen muß hier zur Zelt em pfohlen w erd en , daß V erbindungen mit F lankennähten in erster Linie zur Ü bertragung von Lasten benu tzt w erd en , die vorherrschend ruhende sind. W eiteres s. unter C und D.
(Schluß folgt.)
A lle R ech te V o r b e h a l t e n .
A b ä n d e r u n g s v o r s c h lä g e zu DIN 4 1 0 0 .
Auf un sere Aufforderung zur Einreichung von A bänderungs- und Ergänzungsanträgen für DIN 4100 in H eft 6 sind uns ein e große A nzahl Zuschriften zu g eg a n g en , von den en wir nachstehend ein en A u szug bringen.
Dem Zweck dieser V eröffentlich ung entsprechend, sind die V orschläge einander g c g en ü b e r g este llt, un abhängig davon, ob sie sich ergänzen oder w idersprechen.
D ie se M itteilu ngen w erden für den B r ü c k e n b a u (D iN 4100: Teil II) im H eft 12 fortgesetzt. D i e S c h r i f t l e i t u n g .
I. Hochbauten.
Zu § 2 : W e r k s to ffe , A b s. 1:
ln Ü b erein stim m u ng mit § 5 em pfieh lt sich bei A ngabe der W erkstoffe, die sich für nie Schw eiß u n g eig n en , die Einschaltung der H and elsgü te.
Zu A b s. 2:
D ie Wahl d es zw eck m äß igen Schw eißd rah tes so llte in der b ish erigen W eise offen b le ib en , um nicht der w eiteren E ntw icklung blanker und um hüllter Elektroden oder S eelen elek tro d en mit großen D ehnungsw erten vorzu greifen. Es kann auch nur von Fall zu Fall mit Rücksicht auf W ärmezufuhr und Schrum pfspannungen, Ü berkopfschw eißen und Schw eißen senkrechter N ähte entschieden w erden, ob die V erw en d u n g einer um hü llten E lektrode zu befürw orten ist. Es muß noch darauf h in g ew iesen w erd en , daß im a llgem ein en bei V erw en du ng um m antelter Elektroden, um in horizontaler Lage arbeiten zu können, die W ende- und Transport
kosten in der W erkstatt ein e beträchtliche Erhöhung erfahren können. Auf B austellen , w o das W enden fast nie m öglich ist, würde dann das Schw eißen überhaupt fortfallen. Daraus g eh t oh n e w eiteres hervor, daß durch die Vor
schrift um h üllter E lektroden ein e a llg em ein e V erteuerung des Schw eiß
p rozesses unverm eidbar wäre, w o zu auch N ebenarbeiten, w ie Schlacken
entfernung, Erhöhung der E lektrodenkosten usw ., beitragen. A ußerdem w ächst d ieG efah rd erS ch lack en ein sch lü sse, d ied u rch d ie m a g n etisch en , h eu te noch nicht einw andfrei beherrschten B lasw irkungen unterstützt wird. H.
Der Schiffbau und größ tenteils auch der M aschinenbau b evorzu gen nackte Drähte, um ein en G eringstw ert an Schrum pfspannungen zu er
reichen. Der K esselb a u d agegen b evorzu gt um h üllte Drähte w eg en der größeren D ichtigkeit der dam it erzeu gten Nähte.
E rgänzend könnte v ielleic h t auf die vom Fachausschuß für Schw eiß
technik beim VD1 ausgearbeiteten A b nah m ebed in gungen für S ch w eiß drähte als A nhaltspunkt für d ie Wahl d es zw eck m äß igsten Schw eißdrahtes
h in g ew iesen w erd en . Sch.
Zu § 3 : S c h w e iß v e r fa h r e n , A b s. 1:
O bw oh l im Stahlbau zur Z eit die L ich tbogenschw eißu ng (G leich- oder W echselstrom ) vorherrscht, und in Vorschriften anderer Länder, z. B. in die tsch ech isch en N orm en, nur d iese aufgenom m en wurde, so llte die F assu ng d es A bs. 1 in unveränderter Form b esteh en b leib en . Sch.
Zu A b s. 2:
Bei der U ngeklärtheit der festigk eitstech n isch en A usw irkungen von Schrum pf- und W ärm espannungen so llte d iese Vorschrift nur em p feh len d e Form erhalten, etw a in folgen d er Fassung:
A uf die Ausw irkungen der Schrumpf- und W ärm espannungen so llte in jed em E inzelfall nach M öglichkeit Rücksicht gen om m en w erden. Es em pfieh lt sich daher die Wahl d esjen igen Schw eißverfahren s, das jew eils neben den vorgesch ricb en en G ütew erten die geringsten un gün stigen W ärme
spannungen oder N eb en ersch ein u n gen , w ie z. B. V erw erfungen, hervorruft, ln der bish erigen Form wird durch A bs. 2 die in A bs. 1 g e g eb en e F reiheit bei der Wahl d es Schw eißverfahrens außerordentlich stark ein
geschränkt. K.
Zu § 4 : B e r e c h n u n g v o n S c h w e iß n ä h te n , A b s. 2:
Es dürfte zw eck m äß ig sein, bei der F estleg u n g von Schw eißn aht
b ezeich n u n gen in zw ei Punkten auf die A rb eitsw eise des Vorzeichners mehr als bisher Rücksicht zu n ehm en:
1. Bei der B ezeichnun g von unterbrochenen K ehlnähten ist nach DIN 41 0 0 unter i d ie Länge d es tragenden T eiles der Schw eißn aht ohne d ie K raterenden zu verstehen . Es wäre gut, dem V orzeichner die Länge ein sch ließ lich der Kraterenden anzugeben, dam it der Sch w eiß er direkt an der vom Vorzeichner an g eg eb en en Markierung b egin n en kann. Der Ä n d e
rungsantrag w ü rd e also lauten:
.B e i unterbrochenen K ehlnähten ist die Länge l der N aht an
zu g eb en und hierunter die G esam tlän ge ein schließlich der Krater
en d en zu verstehen, so daß b ei Errechnung d ie se s M aßes die Kraterenden dem tragenden Teil zuzuschlagen sin d .“
2. in ähnlicher W eise ist bei der B ezeich n u n g von Schlitznähten nach der Dinorm die A n gabe der Breite des S chlitzes, der Länge d es Schlitzes, der Blechstärke und der Stärke der Schw eißnaht zw eckm äß iger als die bisher v o rg eseh en e A n gabe der B lechdicke, Nahtdicke und der ab gew ick elten N ahtlänge. D er Änderungsantrag würde also lauten:
„Bei Schlitznähten ist die B lechdicke t, die Stärke der S ch w eiß naht a, die Länge d es Schlitzes s und die Breite d es S ch litzes d anzugeben in der Form: ,
y . “ Fa. S.
s d
D ie B estim m ungen, „Bei S c h litz n ä h te n (wird der v erb leib end e Raum m it Schw eißgu t au sgefü llt, so darf dieser Teil nicht als m ittragend g ew erte t w erd en ),“
und
A b s. 5 ...so sind d ie S ch litze b ei B erechnung d es nutzbaren Q uer
schn ittes a b zu zieh en .“
sind ein e Härte, nachdem die Stu m pfn ahtschw eißung als die b este S ch w eiß u n g a llgem ein anerkannt ist. Eine sachgem äß v o ll ausgefü hrte S ch litzsch w eiß u n g ist nicht anders als e in e durch G rundmaterial un ter
brochene Stum pfschw eiße an zu seh en , w enn man steh d ie H aftung an der u n terliegen d en Platte fortdenkt.
Es wird vorgesch lagen, d ie auszu füllcn de S ch w eiß e m it dem neu festzu setzen d en Z ulässigkeitsfaktor der Stum pfschw eiße, verm indert um den H eftw ert an der unteren Platte, ein zu setzen und aus praktischen G ründen als ein e feste Zahl (von etw a 0,5 zul.) anzugeben.
D ie e c k i g e n L anglochschlitze sind auf dem Blatt „Sinnbilder“ zu streichen, da die Ecke nach teilige R estw irkungen hat. H.
Zu A b s. 3 : ; ___
In der em pirischen Form el p = \ + p22 wird d ie Schubkraft nach G l. (3) p, = — auf die säm tlichen A nschlußnähte verteilt, also auf
S ( a l)
deren un terschiedliche E ignu ng zur A ufnahm e von Schubkräften k ein e Rück
sicht gen om m en . D ie D resdener E rgänzungsversuche (s. „Stahlbau“ 1933, H eft 2) haben g e ze ig t, daß d ie W iderstandsfähigkeit von A n schlü ssen , w ie sie Bild 3 in DIN 4100 w ied erg ib t, durch Schubkräfte erheblich beein flu ßt wird. D iese F eststellu n g stü tzt sich auf statische V ersu ch e;
es ist anzun eh m en , daß bei dynam isch beanspruchten A nsch lü ssen dieser Art der Einfluß der Schubkräfte noch größer ist. Es wird daher vor
gesch la g en , in die Form el (4) zur Erm ittlung der Schubbeanspruchung A
P'2 E-
für Fs nur die Fläche der S tegn äh te (Bild 3) einzuführen, d ie nach der allgem ein en F estigk eitsleh re für die Übertragung der Schubkräfte in Betracht kom m en. Ganz allgem ein m üßte g e sa g t w erd en , daß unter Fs die Fläche derjenigen Schw eißn ähte zu v ersteh en ist, d ie auf Grund ihrer Lage Schubkräfte in bevorzu gtem M aße übertragen.
Für d ie B erücksichtigung d ie se s V orschlages spricht:
1. daß die Vorschrift § 6, A b s. 2, h in fällig w ird; denn in F ällen, w o auf Anordnung von N ähten verzichtet wird, die für die Ü bertragung der vorhandenen Querkraft b eso n d ers g e eig n e t sind, also z. B. bei I-Trägern auf S tegan sch lü sse, w ürde p2 = oo w erd en , da Fs — 0 ist. Auch w enn Fs sehr k lein wird, ergeben sich h o h e W erte für d ie G esam tspan nu ng, w as durchaus im Interesse der Erziehung zum zw eck m äß igen Konstruieren liegt.
2. Daß diese Form el den tatsächlichen, schw er erfaßbaren Spannungs
verh ältn issen in solchen A n sch lü ssen näher kom m t.
Bei der g ü ltig en Berechnungsart wird d ie u n gleich m äß ige V erteilu ng der Schubspannungen in dem gesam ten Schw eißnahtanschluß durch Herab
se tzu n g der zu lässigen Beanspruchung für Form el (4) auf die für A b scheren zu lä ssig e Spannung von 0,5 azut berücksichtigt. Da sich nach der abgeänderten Form el (4) höhere B eanspruchungen ergeb en als bisher, wäre es statthaft, die G esam tspannung m it 0,6 </2Ul (jetzige zu lä ssig e B eanspruchung für Zug) zu begren zen. H ierm it w ürd e man auch der T atsache Rechnung tragen, daß d ie Ü bertragung der Schubkräfte b ei solchen A n sch lü ssen, w ie z. B. b ei R ahm entragw erken im H ochbau, g e g en ü b e r der Übertragung der B ieg u n g sm o m en te an B ed eu tu n g stark zurücktritt. B ei sehr hohen I-Trägern brauchte u. U. der S teg nicht auf sein e g a n ze H öh e an gesch lossen zu w erd en . Es wäre also Ersparnis an N ahtlänge m öglich.
Sind, w ie b ei kurzen Kragarmen, d ie Schubspannungen ausschlag
g e b e n d , so wird dieser G renzfall in der R egel eben falls mit derselben
8 6 A bänderungsvorschläge zu DIN 41 0 0
DER STAHLBAU B eilag e z u r Z e its c h rift » D ie B alltechnik*
Sicherheit erfaßt w ie durch die jetzig e Form el (4) b ei einer zu lässigen Ge.sam tspannung von 0,5 <rzul.
3. G egen d ie vorgesch lagen e A bw and lung der Form el kann ein
g ew a n d t w erden, daß Spannungen addiert w erden, die nicht an der g leich en S te lle auftreten. D iese F eststellu n g b estätigt ein erseits, daß d ie se s Problem der w irklichk eitsgetreuen Spann ungserm ittlu ng noch nicht g e lö s t ist, and ererseits w eist sie eb en falls darauf hin, daß die Sicherheit der A n sch lü sse b ei V erw endu ng der vorgesch lagen en Form el nicht g e
ringer wird als bisher. Kl.
Zu A b s. 4 :
D ie durch das Einbrennen der S c h w eiß e hervorgerufene W erkstoff
änderung kann nicht in jed em Fall als unschädlich g elten . Hierüber wäre ein anderer Wortlaut am P latze, da der Einbrand led iglich für die Berechnung unberücksichtigt bleib en so ll. Fa. K.
D ie Schw ächung des G rundstoffes wird nicht für so b ed eu ten d an
g e se h e n , daß der Konstrukteur d iese rechnungsm äßig berücksichtigen m üßte. Es sind ein zeln e V ersuche w ie folgt durchgeführt w orden:
E inige B leche w urden mit einer Raupe quer zur W alzrichtung ver
seh en , die Ü b erhöh un g sauber abgefräst und in Streifen gesä g t, ähnlich w ie die Stum pfprobe lt. DIN 4100. Beim statischen Zerreißversuch ergibt sich kein U nterschied gegen ü b er den B lechen ohn e Raupen. D ie Proben z eig ten aber nur unterhalb der Schw eiße ihre Einschnürung und zerrissen säm tlich im n i c h t eingebrannten G rundmaterial. D ie V ersuchsreihe mit dynam ischer B elastung ist noch nicht ab gesch lossen . H.
Der A b zu g der M ontagelöcher ist nur erforderlich, w enn tatsächlich ein e Q uerschnittsschw ächung vorliegt. W erden die M ontagelöcher so an
geord net, daß der Q uerschnittsverlust vor der L ochstelle bereits durch Schw eißnähte an g esch lo ssen ist, so braucht ein Q uerschnittsabzug nicht gem ach t zu w erden . B ei Druckstäben ist der L ochabzug schon desh alb nicht gerechtfertigt, w eil d iese nach der Stabkraft <o • S b e m esse n w erd en , während sich die A b m essu n gen des A n sch lu sses nur nach S bestim m en . Sch.
Der z w eite Satz wäre folgen derm aß en zu ergänzen:
.E tw a ig e Löcher für M ontagebolzen sind b ei der Berechnung der Q uerschnitte 1 abzusch w ächen, falls d iese nicht nach F ertigstellun g des B auw erkes schw eißgerecht g e sc h lo sse n w e rd en .“ Fa. D.
Zu A b s. 5 :
Für Schlitznähte g ilt bezüglich d es S ch litzab zu ges das g leich e w ie
unter A bs. 4. Sch.
S ieh e auch unter A bs. 2.
Zu A b s. 6:
D ie Vorschrift ist zu ungünstig. Man m üßte sich der Vorschrift für d ie N ietb au w eise nähern und die zu sätzliche G urtplatte nur mit einem bestim m ten Maß über den theoretischen Punkt hinausführen (bei der N iet
b a u w eise sind zw ei Nietpaare vorgeseh en ). Es em pfieh lt sich, d ie se s Maß in A b hän gigk eit von dem Q uerschnitt der an zusch ließend en Gurtplatte zu b ringen, so daß d ieses Maß etw a dem Anschluß von {. entspricht.
Fa. St.
D em V orschlag von Dr. K o m m e r e l l nach .S ta h lb a u “ 1933, H eft 6, S. 47, Abb. 8, betr. .üb ersch ieß en d es Ende der G urtplatten“ wird grund
sätzlich zu gestim m t. H.
Zu A b s. 7 :
Der m ittlere D ecklaschenanschluß sch eint v iel zu lang zu sein. Es wäre zw eckm äßig, die Länge in E inklang zu bringen mit derjen igen bei g e n iete ten K onstruktionen, die sich nach der Reichsbahn - Vorschrift bekanntlich mit b ed euten d geringerer Länge ergibt.
Es w äre zw eckm äßig, hier die Vorschriften g en ieteter Konstruktionen zu übernehm en, und den Satz w ie folgt zu form ulieren:
.B e i m ittelbarer Kraftübertragung m it nt Zw ischenplatten ist die G esam tlän ge d es D ecklaschenanschlusses = (1 + 0,3 • m) • l zu w äh len, w o l die für d ie P latte erforderliche A nschluß län ge ist (Bild 4 )“. D.
E m pfohlen wird, die G esam tlän ge des D eck laschenansch lu sses auf
200 mm zu beschränken. D.
Es so llte w eiterhin ein Zusatz folgen d en Inhalts aufgenom m en w erden:
.E s ist zw eck m äß ig und w irtschaftlich, die Gurtplatten zu einer Stärke zusam m enzufassen. Der Stoß der durch d ie M om entenfläche bestim m ten G urtplattenenden erfolgt zw eck m äß ig in Form ein er V- bzw . X -N aht (vgl. auch B em erkung zu § 5 ) “.
Zu em pfeh len ist ein neuer A bsatz 9:
.K eh ln äh te so llen nicht stärker ausgeführt w erden als es die statische B erechnung verlangt (w eil zu starke N ähte u n gü n stige W ärm eeinflüsse hervorrufen ohn e die F estig k eit zu erhöhen); s ie so llen gleich sch en k lig ausgeführt w erd en, w e il u n g leich sch en k lige N ähte die F estig k eit der Naht nicht erh ö h en , d agegen un günstige W ärm espannungen hervorrufen und unwirtschaftlich sind. H o h l k e h l n ä h t e sind den V ollkehlnäh ten vor
zu zieh en (w eil sie w en iger kosten als statisch g leich w ertig e V ollkehlnäh te, ein e längere Flanke und dam it ein e größere Einbrandfläche b esitzen und sch ließ lich d ie Kerbgefahr an den Nahträndern geringer ist als bei V o ll
k eh ln äh ten )“. Sch.
Zu § 5 : Z u lä s s ig e S p a n n u n g e n d e r S c h w e iß n ä h te , A b s. 1:
D ie Erhöhung der zu lä ssig en Spannungen ist unerläßlich. S ie kann aber w eiterhin nicht abhängig gem ach t w erd en »von der M öglichkeit, so lch e Stum pfverbindungen einw andfrei auf ihre gan ze Länge auf guten Einbrand und fehlerfreie B eschaffen heit der S ch w eiß e ohn e deren Zer
störung im fertigen Bauw erk prüfen zu k ö n n e n “. Es g ib t noch kein V erfahren, das derartige M öglichkeiten garantiert oder die Prüfungsm ethode ist teurer als das S ch w eiß en . Nach der V eröffentlichung ln der Zeitschrift
„D ie E lek trosch w eiß u n g“ 1932, H eft 11, k ostet die B etrieb sstund e einer Röntgenprüfung etw a 12,50 RM bei äußerst 800 A ufnahm estunden im Jahr.
D ie L ohnkosten einer Stum pfnaht w ürden dem nach mit 800 bis 1000%
zu b elasten sein.
D ie Prüfm ethode Dr. S c h m u c k l e r ist gu t als E rzieh un gsm ittel für Schw eißer, über den Zustand der S ch w eiß e auf der ganzen Länge sagt sie nichts. Laufende Kontrollen der A n lage, der Strom spannungen beim Sch w eiß en , der H andhabung der Elektroden durch einen beson ders dafür a n g estellten Probenehm er, der täglich p lötzlich die der je w eilig e n S ch w eiß ausführung in M aterialstärke, -sorte und Lage passen d e e i n f a c h e Proben, d ie sofort zerreißen oder zerschlagen w erden m üssen, einschieb t, b ieten nach dem heutigen Stand den sichersten und b illig sten W eg für g u tes Schw eißen.
W enn also d ie Erhöhung der zulä ssig en Spannungen
a) von der grundsätzlichen A n w en d u ng der um m antelten E lek
troden und
b) von der Prüfm ögllchkeit auf der ganzen Länge abhängig g e macht wird,
so ist ein e w irtschaftliche A n w en d u n g dam it nicht verbunden.
Zw eckm äßig wird der W eg erachtet, für die Lieferung blanker E lek
troden nur b eson d ers zu verlässige W erke zu zu lassen . D iese W erke m üssen außerdem mit den Stahl erzeu gen d en W erken und den großen Verbrauchern (Reichsbahn) in V erbindung treten, um zu den bereits genorm ten W erk
stoffen ein e blan ke oder leich t u m h ü llte E lektrode herauszubringen, die anstrebt, „daß F estig k eit und D ehn un g der S ch w eiß e gleich w ertig mit dem W erkstoff der zu v ersch w eiß en d en T eile w erd en “, oder, noch präziser ausgedrückt, „daß F estigk eit und D ehn un g der (gefährlichen) Ü b ergangs
zo n e ein m öglichst hoch- oder vo llw ertig es B ind eglied (auch bei dynam isch beanspruchten B auteilen) zu W erkstoff und S ch w eiß e b ild e n .“
A us einer solchen V erbindung zw ischen Stahl- und Elektroden er zeu g en d e n W erken und dem Verbraucher, der den V erw en d u n gszw eck am besten kennt, wird als V erb esseru ng im Schw eißen m ehr gew on n en als m it ein er d ie Elektrodenfabrikation und -Verarbeitung ein en gen d en Vorschrift, d ie von der unerw ünschten V ie lh eit der Fabrikate blanker als auch um hüllter Elektroden nur d iese anerkennt. D ie F o lg e würde sein, daß sofort nach Inkrafttreten der Vorschrift alle bish er blanken E lektroden m ehr oder w en iger um h üllt auf dem Markt erscheinen, wodurch die G efahrenquelle nicht b e se itig t Ist.
D ie b ish erige Erfahrung lehrt, blan ke E lektroden brauchen nicht schlech t zu sein , w enn nicht gerad e der b illig ste E lektrodenlieferant herangezogen wird. D ie m eisten W erke haben auch bisher blan ke oder leicht um h üllte oder Seelen-E lektrod en verw end et. Bel unseren W erken ist nicht ein Rückschlag ein getreten , auch sind keine R ückschläge anderer W erke bekannt g ew o rd en , d ie led iglich darauf zurückzuführen sind, daß
b lan ke Elektroden v erw en d et w urden. H.
Wir schlagen vor, d iesen A bsatz w ie folgt zu fassen:
1. Für d ie Spannungen der Schw eißn ähte sind folgen d e W erte zu lässig:
N a h t a r t Art der Spannung zul. Spannung Pzul
Bem erkung
Stum pfnähte
Zug 0,85 • crzul rfzul ist die nach d en b esteh en d en B estim m un gen für den zu v ersch w ei
ßenden W erkstoff zu lä ssig eS p a n n u n g .
Druck 0,85 - at u|
| Zugzone 0.85 ■ <%, Biegung:
D ruckzone 0,85 • <%, A bscheren 0,65 • <rzuI K ehlnähte,
(Stirn- u.
Flankennähte)
jed e
Beanspruchungsart 0.6 •% „
Zur Begründung obiger W erte wäre als Schw eißnahtfestigkeit b ei dem Zugversuch nach Bild 10, S. 8 m indestens 3200 k g/cm2 statt 3000 k g/cm2 zu fordern. (W erkstoff = 3700 k g/cm 2.) Da a b 3200e r = 0,865 > 0,85 ist, ergibt sich für Stum pfnähte, beansprucht auf Z ug, Druck und B iegu ng, e = 0 , 8 5 % ul.
A us der geforderten Scherfestigk eit von 2400 k g/cm2 ergibt sich ein Verhältnis g e g en d ie F estig k eit der W erkstoffe von -^~2400qq — 0,65. Daher könnte für Stum pfnähte, beansprucht auf A bscheren, p = 0 ,6 5 f/zul sein .
Für K ehlnähte ist es gerechtfertigt, mit Rücksicht auf d ie geom etrisch e Z erlegu ng der angreifenden Kraft senkrecht auf die unter 4 5 ° zur an
g reifen d en Kraft steh en d en Q uerschnitte a die zu lä ssig e Spannung jeder 0 8 5
Beanspruchungsart mit p — ■ rfzu] = 0,6 <rzul in R echnung zu stellen .
V2 ‘ Fa. D.
D ie seit Einführung der D IN 4100 durchgeführten V ersuche und d ie Vor
schriften anderer Länder lassen ein e Erhöhung der zu lässigen Spannungen w ü n sch en sw ert und berechtigt ersch einen. D ie T abelle 1 gib t ein e G eg en üb erstellu n g der pzul der DIN 41 0 0 m it den „V orläufigen Vorschriften der S ch w eizerisch en B u n d esb ah n en “ , den tschech ischen Vorschriften (Csn. 1920/1932), d e n en glisch en (British Standards Institution), den russi
schen und poln isch en V orschriften, w elch letztere jedoch noch nicht en d g ü ltig sind.
Zu T abelle 1 ist fo lg en d es zu bem erk en :
D ie S. B. B. schreib en für alle Kraftnähte h och w ertige, u m h ü llteS ch w ciß - drähte v o r, w e lc h e ein e N ah tfestigk eit ergeben, d ie m in d estens gleich der F estig k eit d es Stabm aterials ist. Sie fordern außerdem ein e d a u e r n d e K o n t r o l l e der Schw eißn ähte in der Form, daß das Innere der Naht
