Tobias Loose Einfluß des transienten Schweißvorganges ... - Tl-ing.de

8 Schweißfolgen
Während beim ebenen Blech Dehnungen in Blechebene zu Verformungen in
Blechebene führen, bewirken beim Zylinder Dehnungen in der Schalenfläche
auch Verformungen in Radialrichtung rechtwinklig zur Schalenfläche. Dies ist
insbesondere bei Umfangsdehnungen der Fall.
Wird auf eine Zylinderoberfläche an einem Punkt eine Radialverformung nach
innen aufgeprägt, bewirkt dies in den Bereichen neben dem Lasteinleitungspunkt
eine Radialverformung nach außen.
Im allgemeinen wird als Ursache für den Schweißverzug das Schrumpfen des
Schweißgutes in der Naht angesehen. Dieses Modell erfaßt jedoch nicht, die
Gesamtheit der komplexen Vorgänge, die zum Schweißverzug an Kreiszylinderschalen
führen.
An Beispielen soll die Entstehung des Schweißverzuges am Zylinder anhand
folgender Abbildungen erläutert werden:
Abbildung 8.3: Verzug von Zylinder 4/4/360/4/2 nach dem Heften
Abbildung 8.4: Verzug von Zylinder 4/4/360/4/2 125s nach Schweißbeginn
Abbildung 8.5: Verzug von Zylinder 4/4/360/4/2 nach dem Schweißen
Abbildung 8.6: Verzug von Zylinder 4/4/90/3/4 nach dem Schweißen
Bei Zylinder 4/4/360/4/2 wurde eine Naht vollständig um den ganzen Zylinder
gelegt. Bei Zylinder 4/4/90/3/4 werden jeweils 4 Nähte entsprechend den
Symmetrierandbedingungen gleichzeitig geschweißt.
Das Schmelzbad ist die heißeste Zone und damit auch der Bereich mit der
geringsten Steifigkeit. Bei der Erwärmung dehnt sich der Nahtbereich radial
nach außen aus. An der Grenzlinie zwischen oberer und unterer Zylinderhälfte
ist im Schmelzbad und im unverschweißten Bereich keine tangentiale Biegesteifigkeit
vorhanden. Die Verdrehung r θ ist frei. In Nahtmitte entsteht beim
Ausdehnen ein Knick (Abbildungen 8.4 und 8.7).
Der weitere Verlauf des Schweißverzuges wird durch Ausdehnung und Zusammenziehen
der Nahtnebenbereiche wesentlich mitbestimmt und von der
sich während des Schweißprozesses verändernden Systemsteifigkeit beeinflußt.
Nach Erstarren und Abkühlen der Naht wird der Knick zwischen oberer
und unterer Zylinderhälfte ”
eingefroren“.
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