der Kraft erforderlichen Schenkellänge der Schweißnaht, sollten die Bauteile jeweils mit dem Futterblech mit einer separaten Schweißnaht verbunden werden, die zur Übertragung der Kräfte ausreicht.
4.5 Beanspruchbarkeit von Kehlnähten
4.5.1 Schweißnahtlänge
(1) Als wirksame Länge ℓeff einer Kehlnaht ist die Gesamtlänge mit voller Nahtdicke anzusetzen. Diese kann als die tatsächliche Länge der Schweißnaht abzüglich des zweifachen Betrages der wirksamen Kehlnahtdicke a angesetzt werden. Ist die Kehlnaht über die gesamte Länge einschließlich der Nahtenden voll ausgeführt, braucht keine Abminderung der wirksamen Länge um die Nahtenden durchgeführt werden.
(2) Kehlnähte, deren wirksame Länge weniger als 30 mm oder das 6fache der Nahtdicke beträgt, je nach dem welcher Wert größer ist, sollten für die Übertragung von Kräften nicht in Betracht gezogen werden.
Bild 4.3. Kehlnahtdicke
Bild 4.4. Kehlnahtdicke bei tiefem Einbrand
4.5.2 Wirksame Nahtdicke
(1) Die wirksame Nahtdicke a einer Kehlnaht ist in der Regel als die bis zum theoretischen Wurzelpunkt gemessene Höhe des einschreibbaren (gleichschenkligen oder nicht gleichschenkligen) Dreiecks anzunehmen, siehe Bild 4.3.
(2) Die wirksame Nahtdicke einer Kehlnaht sollte mindestens 3 mm betragen.
(3) Bei der Bestimmung der Beanspruchbarkeit einer Kehlnaht mit tiefem Einbrand darf eine vergrößerte Nahtdicke berücksichtigt werden, siehe Bild 4.4, wenn der über den theoretischen Wurzelpunkt hinausgehende Einbrand durch eine Verfahrensprüfung nachgewiesen wird.
NCI DIN EN 1993-1-8/NA
zu 4.5.2 Grenzwert für Kehlnahtdicken
Bei Flacherzeugnissen und offenen Profilen mit Querschnittsteilen t ≥ 3 mm muss folgender Grenzwert für die Schweißnahtdicke a von Kehlnähten zusätzlich eingehalten werden :
(NA.1)
mit a und t in mm.
In Abhängigkeit von den gewählten Schweißbedingungen darf auf die Einhaltung von Bedingung (NA.1) verzichtet werden, jedoch sollte für Blechdicken t ≥ 30 mm die Schweißnahtdicke mit a ≥ 5 mm gewählt werden.
Anmerkung : Der Richtwert nach Bedingung (NA.1) vermeidet ein Missverhältnis von Nahtquerschnitt und verbundenen Querschnittsteilen, siehe auch [1] und [4].
Zu 4.5.1 und 4.5.2
Die in DIN EN 1993-1-8 geforderten Mindestlängen von Kehlnähten entsprechen den aus DIN 18800-1, Element (820) bekannten Regeln. Blechdickenabhängige Nahtdickenempfehlungen sind in DIN EN 1993-1-8 nicht direkt aufgenommen worden. Für Kehlnähte gilt aber entsprechend Gleichung (NA.1) des Nationalen Anhangs die aus Element (519) der DIN 18800-1 bekannte Mindestnahtdicke. Als untere Grenze fordert DIN EN 1993-1-8 für Kehlnähte a ≥ 3 mm und liegt damit etwas über den Vorgaben der DIN 18800-1.
Zu 4.5.2(3) und Bild 4.4
Wenn die Kehlnaht mit einem automatischen Unter-Pulver-Schweißverfahren hergestellt wird, darf im Allgemeinen unter Bezugnahme auf den DIN-Fachbericht 103 [K16], Absatz II-6.6.5.2(4) ohne eine Verfahrensprüfung die rechnerische Nahtdicke a um 20 % oder 2 mm vergrößert werden. Maßgebend ist der kleinere der beiden Werte.
Bei Eisenbahnbrücken wird eine Verfahrensprüfung gefordert, wenn die vergrößerten Nahtdicke bei der Ermittlung der Beanspruchbarkeit angesetzt werden soll.
Zu NCI zu 4.5.2 Grenzwert für Kehlnahtdicken
Durch die geforderte Mindestnahtdicke nach Gleichung (NA.1) wird sichergestellt, dass die zu verschweißenden Bauteile im Bereich der Schweißnaht ausreichend aufgeschmolzen werden und eine kraftschlüssige Verbindung der Bauteile durch die Schweißnaht gegeben ist. Kann dies auch durch die Wahl geeigneter Schweißparameter sichergestellt werden, kann von der geforderten Mindestnahtdicke abgewichen werden. Die in 4.5.2(2) geregelte Mindestnahtdicke für Kehlnähte darf dabei nicht unterschritten werden.
4.5.3 Tragfähigkeit von Kehlnähten
4.5.3.1 Allgemeines
(1) Die Tragfähigkeit von Kehlnähten ist in der Regel mit Hilfe des richtungsbezogenen Verfahrens, siehe 4.5.3.2, oder des vereinfachten Verfahrens, siehe 4.5.3.3, zu ermitteln.
4.5.3.2 Richtungsbezogenes Verfahren
(1) Bei diesem Verfahren werden die Kräfte, die je Längeneinheit übertragen werden können, aufgeteilt in Anteile parallel und rechtwinklig zur Längsachse der Schweißnaht und normal und rechtwinklig zur Lage der wirksamen Kehlnahtfläche.
(2) Die wirksame Kehlnahtfläche Aw ist mit Aw = Σ a ℓeff zu ermitteln.
(3) Die Lage der wirksamen Kehlnahtfläche wird im Wurzelpunkt konzentriert angenommen.
(4) Die einwirkende Spannung wird gleichmäßig über den Nahtquerschnitt verteilt angenommen und führt, wie in Bild 4.5 dargestellt, zu folgenden Normal- und Schubspannungen :
– σ⊥ Normalspannung senkrecht zur Schweißnahtachse
– σ|| Normalspannung parallel zur Schweißnahtachse
– τ⊥ Schubspannung (in der Ebene der Kehlnahtfläche) senkrecht zur Schweißnahtachse
– τ|| Schubspannung (in der Ebene der Kehlnahtfläche) parallel zur Schweißnahtachse.
(5) Bei der Bestimmung der Beanspruchbarkeit der Kehlnaht werden die Normalspannungen σ|| parallel zur Schweißnahtachse vernachlässigt.
(6) Die Tragfähigkeit einer Kehlnaht ist ausreichend, wenn die folgenden beiden Bedingungen erfüllt sind :
und
(4.1)
Dabei ist
| f u | die Zugfestigkeit des schwächeren der angeschlossenen Bauteile; |
| β w | der Korrelationsbeiwert, siehe Tabelle 4.1. |