4b SVEISEFORBINDELSER

Øivind Husø

Prinsippet for sveising

Når vi sveiser, blir delene som skal

sveises sammen, varmet opp til

smeltetemperatur mens det blir tilsatt et

materiale i skjøten. Tilsatsmaterialet

smelter sammen med litt av materialet i

delene og danner sveisen. Området der

sveisen skal ligge, kalles sveisefugen. En

sveis som har en lengde, blir ofte kalt en

sveisestreng. En sveis som bare består

av korte punkter blir kalt en punktsveis.

Sveisefuge

Stål som er egnet til sveising

Stål som går under betegnelsen

konstruksjonsstål, er spesielt godt egnet til

sveising, men de aller fleste ståltyper kan

sveises. Mange aluminiumlegeringer er også

egnet til sveising.

Konstruksjonsstål

Betegn-

else etter

NS-EN

10027-1

Betegn-

else etter

NS-EN

10027-2

Betegn-else

etter DIN

17 1000 *)

Maks karboninnhold (%)

t er nominell tykkelse i mm

Maks

mangan-

innhold i

%

Min. flytegrense

ReH (MPa)

Strekk-

fasthet Rm

(MPa)

t>3

t≤100t≤16 t>16

t≤40

t>40 t≤16 t>16

t≤40

t>40t

≤60

S185 1.0035 St33 185 175 175 290 - 510

S235JR 1.0038 RSt 37-2 0,17 0,17 0,20 1,40 235 225 215 360 - 510

S235J0 1.0114 St 37-3 U 0,17 0,17 0,17 1,40 235 225 215 360 - 510

S235J2 1.0117 0,17 0,17 0,17 1,40 235 225 215 360 - 510

S275JR 1.0044 St 44-2 0,21 0,21 0,22 1,50 275 265 255 410 - 560

S275J0 1.0143 St 44-3 U 0,21 0,18 0,18 1,50 275 265 255 410 -560

S275J2 1.0145 0,18 0,18 0,18 1,50 275 265 255 410 -560

S355JR 1.0045 0,24 0,24 0,24 1,60 355 345 335 470 -630

S355J0 1.0553 St 52-3 U 0,20 0,20 0,22 1,60 355 345 335 470 - 630

S355J2 1.0577 0,20 0,20 0,22 1,60 355 345 335 470 - 630

S355K2 1.0596 0,20 0,20 0,22 1,60 355 345 335 470 - 630

S450J0 1.0590 0,20 0,20 0,22 1,70 450 430 410 550 - 720

Kilde: NS1025-2:2005

Standarden angir 4 ulike krav til slagseighet

JR: Slagseigheten skal minst være

27 J ved temperaturen 20 ºC

J0: Slagseigheten skal minst være

27 J ved temperaturen 0 ºC

J2: Slagseigheten skal minst være

27 J ved temperaturen -20 ºC

K2: Slagseigheten skal minst være

27 J ved temperaturen -40 ºCK = W/A0=slagseighetsverdien i J/mm2

W = slagarbeidet i J

A0 = arealet av prøvestaven bak kjerven

Slagarbeidet regner vi ut slik:

W = slagarbeidet i J = Fg (h1-h2)

Fg = hammerkraften i N = hammerens masse ganger tyngdens akselerasjon

h1 = hammerens høyde i meter før den slippes

h2 = hammerens høyde i meter etter bruddet

Sveisbarheten til konstruksjonsstål

Den vanligste måten å unngå martensittdanning på

er å velge stål med lavt karboninnhold. Men vi så

også i kapittelet om herding av stål at

legeringselementene gjorde stålet mer herdbart,

altså at det lettere ble dannet martensitt. Derfor må

legeringselementene i sveisbart stål være på et

moderat nivå. I karbonstål er det i første rekke

mangan det er snakk om. Karbonekvivalenten sier

noe om sveisbarheten til stålet. Karbonekvivalenten

regnes ut slik for vanlige konstruksjonsstål:

CEK = % C + % Mn/6

Karbonekvivalenten bør ikke overstige 0,4 for

sveisbare stål. Kilde: DNV Rules for

Clasification of Ships (40)

Betegn-

else etter

NS-EN

10027-1

Betegn-

else etter

NS-EN

10027-2

Betegn-

else etter

DIN 17

1000 *)

Maks karboninnhold (%)

t er nominell tykkelse i

mm

Maks

mangan-

innhold i

%

Min. flytegrense

ReH (MPa)

Strekk-

fasthet Rm

(MPa)

t>3

t≤100t≤16 t>16

t≤40

t>40 t≤16 t>16

t≤40

t>40

t≤60

S185 1.0035 St33 185 175 175 290 - 510

S235JR 1.0038 RSt 37-2 0,17 0,17 0,20 1,40 235 225 215 360 - 510

S235J0 1.0114 St 37-3 U 0,17 0,17 0,17 1,40 235 225 215 360 - 510

S235J2 1.0117 0,17 0,17 0,17 1,40 235 225 215 360 - 510

S275JR 1.0044 St 44-2 0,21 0,21 0,22 1,50 275 265 255 410 - 560

S275J0 1.0143 St 44-3 U 0,21 0,18 0,18 1,50 275 265 255 410 -560

S275J2 1.0145 0,18 0,18 0,18 1,50 275 265 255 410 -560

S355JR 1.0045 0,24 0,24 0,24 1,60 355 345 335 470 -630

S355J0 1.0553 St 52-3 U 0,20 0,20 0,22 1,60 355 345 335 470 - 630

S355J2 1.0577 0,20 0,20 0,22 1,60 355 345 335 470 - 630

S355K2 1.0596 0,20 0,20 0,22 1,60 355 345 335 470 - 630

S450J0 1.0590 0,20 0,20 0,22 1,70 450 430 410 550 - 720

Sveiseberegninger

Sveiser i stålkonstruksjoner beregnes etter

NS 470, NS 3472, Eurokode 3

Sveiser i aluminiumkonstruksjoner beregnes

etter Eurokode 9

Buttsveis utsatt for strekk og skjær

Hva blir

normalspenningene?

Hva blir

skjærspenningene?

Hva blir jevnførende

spenning?

a-mål for kilsveiser

Sveisesnittet i en kilsveis

Styrkeberegning av sveiser foregår på

grunnlag av et tenkt snitt gjennom

sveisen, det såkalte sveisesnittet.

Sveisesnittet regnes rektangulært og har

målene a·l

a = nominell sveisehøyde

l = effektiv lengde av sveisen. Endekrater

trekkes fra på lengden. (l =L-2a)

Mulige spenninger

s┴ = normalspenning vinkelrett

på sveisesnittet og vinkelrett på

lengderetningen til sveisen

s// = normalspenning parallell

med sveisesnittet og med

lengderetningen til sveisen

τ┴ = Skjærspenning vinkelrett

på sveisens lengderetning og

parallell med sveisesnittet

τ// = Skjærspenning parallell

med lengderetningen til sveisen

og med sveisesnittet

Spenninger og krefter

Hvilken spenning

oppstår som følge av

kraften F1?

Hvilken spenning

oppstår som følge av

kraften F2?

Hvilken spenning

oppstår som følge av

kraften F3?

Beregning av statisk belastet kilsveis

Spenningen i sveisen må vi regne ut

som en jevnførende spenning, slik:

𝜎jfr = 𝜎⊥2 + 𝜎∥

2 − 𝜎⊥ ∙ 𝜎∥ + 3(𝜏⊥2 + 𝜏∥

2)

Størrelsen på 𝜎⊥blir:

𝜎⊥ = 𝐹 ∙1

2∙ 2 ∙

1

𝑎∙𝑙= 𝜏⊥

Jevnførende spenning i sveisen blir:

𝜎jfr = 𝜎⊥2 + 3(𝜏⊥

2) = 4𝜎⊥2

= 2𝐹 ∙1

2∙ 2 ∙

1

𝑎 ∙ 𝑙= 2 ∙

𝐹

𝑎 ∙ 𝑙

Sveisekalkulatoren i Inventor

Resultater

Elementmetoden

Ønsker å bruke

elementmetoden på

den sveiste

komponenten

Programmet legger

et mesh (rutenett)

Randbetingelsene

mellom rutene

settes like.

Resultatet blir en

kjempematrise som

maskinen løser

Bruk resultatet med

forsiktighet.

Sveisetegning