Schweißkonstruktion ist ein umfassender Oberbegriff für sämtliche Zusammensetzungen, die man durch Schweißen herstellt. Die meisten Schweißkonstruktionen bestehen heutzutage aus Stahl und müssen für den Einsatz im Bauwesen erforderliche Zuverlässigkeit und Wartbarkeit aufweisen. Man verwendet sie weltweit in verschiedensten Sphären der Bauarbeiten, doch die meisten Menschen wissen darüber eigentlich wenig, weil dies eine Tätigkeit ist, mit der sich eine enge Gruppe von Spezialisten beschäftigt. Deshalb haben wir beschlossen, einen knappen informativen Artikel zu diesem Thema zu verfassen. Daraus erfahren Sie das Wichtigste über Schweißkonstruktion als Begriff sowie diverse Arten davon und deren Anwendungsmöglichkeiten. Wir wünschen Ihnen eine entdeckungsreiche Lektüre!
Was sind Schweißkonstruktionen? Erklärung und Erläuterung
Um es nochmal zu definieren: Was sind Schweißkonstruktionen? Um diese Bezeichnung besser zu beschreiben, sollte man zuerst erklären, was das Schweißen bzw. der Schweißprozess ist. In einfachsten Worten, handelt es sich beim Schweißen um das Verbinden bzw. Verschmelzen von Werkstücken durch extrem hohe Wärme und/oder einen sehr intensiven Druck. So bilden einzelne Werkstücke ein festes, einsatzbereites Ganzes. Als Wärmequelle dient beim Schweißen normalerweise die Lichtbogenflamme, die man durch Strom aus der Schweißstromquelle erzeugt. Unter Schweißkonstruktionen sind also sämtliche Verbindungen zu verstehen, die auf diese Weise entstehen.
Zu den am häufigsten erwähnten Vorteilen von solchen Stahlrahmen, im Vergleich zu anderen Verbindungsarten, gehören:
- Möglichkeit der Metalleinsparung;
- die Dichtheit der Nähte;
- ihre (relative) Kostengünstigkeit.
Jede Schweißkonstruktion lässt sich nach der Art der Herstellung von Rohlingen oder dem Verwendungszweck bzw. den Verwendungsmerkmalen klassifizieren. Wenn es ums Herstellungsverfahren geht, so teilt man die Ausführungen in belaubt, geschmiedet oder gestanzt geschweißte. Je nach dem Anwendungszweck werden die Schweißkonstruktionen z.B. in folgenden Bausphären benutzt:
- Transport;
- Schiffbau;
- Luftfahrt;
- Wagenbau;
- Stahlhallen.
Abhängig von den jeweiligen Merkmalen ihrer Funktionierung, unterteilt man solche Konstruktionen in Balken, Stützen, Transportbauwerke, Gitter usw.
Konstruktionsmechaniker für Schweißtechnik. Was sollte er können?
So mechanisch das alles auch klingen mag, der menschliche Faktor ist aus diesem Bereich ebenfalls kaum wegzudenken. Dabei spielt ein Konstruktionsmechaniker für Schweißtechnik eine sehr bedeutende Rolle. Er sorgt nämlich für die Vorbereitung und Umsetzung technologischer Prozesse zur Herstellung von hochwertigen Schweißkonstruktionen, führt die notwendigen Berechnungen durch und erstellt sämtliche damit verbundenen Dokumentationen.
Darüber hinaus führt der professionelle Schweißproduktionstechniker die Qualitätskontrolle von Schweißarbeiten durch, d.h. er ermittelt die Ursachen von eventuellen Fehlern, entwickelt Vorbeugungsmaßnahmen, um konkretes Problem zu beseitigen, erstellt Pläne für die vorbeugende Wartung in der Zukunft. Ein solcher Mechankier kann in einem oder mehreren Spezialisierungsfeldern tätig sein, beispielsweise Gasschnmeider- oder Schweißer, Einsteller für Schweiß- und Gasplasma-Schneidgeräte usw.
Ein kompetenter Konstruktionsmechaniker für Schweißtechnik sollte sich also mit folgenden Disziplinen auskennen:
- Prozessentwicklung und Produktdesign;
- Vorbereitung und Durchführung technologischer Prozesse zur Herstellung von Schweißkonstruktionen;
- Überprüfung des Schweißvorgangs bzw. Qualitätskontrolle der Schweißarbeiten;
- Planung der Schweißproduktion;
- Standardisierung und Zertifizierung;
- Lebenssicherheit.
Dies sind nur die wichtigsten Kenntnisse und Fähigkeiten, die für diesen äußerst komplexen und verantwortungsvollen Beruf erforderlich sind.
Schweißkonstruktion aus Stahl. Wann und wie benutzt man eine Stahlkonstruktion mit Überdachung?
Eine im Bauwesen besonders oft vorkommende Form der Schweißverbindung ist eine Stahlkonstruktion mit Überdachung. Solche Konstruktionen sind in vielen Bereichen unverzichtbar, z.B. beim Bau von:
- Lagerhallen;
- Sportstätten;
- Industriegebäuden.
Solche Konstruktionen bieten eine robuste und gleichzeitig flexible Lösung für überdachte Großflächen. Dafür verwendet man einen hochfesten Stahl, um der Baukonstruktion die notwendige Tragfähigkeit zu gewährleisten. Die Tragstruktur setzt sich aus Stahlträgern- bzw. Säulen zusammen, die durch Schweißnähte miteinander verbunden sind. Die schließliche Wahl der Verbindungstechnik- bzw. Methoden hängt immer von den genauen technischen Anforderungen an die jeweilige Schweißkonstruktion ab. Schweißverbindungen bieten eine hohe Festigkeit und eignen sich perfekt für dauerhafte Verbindungen bei diversen Bauwerken.
Die Überdachung an sich kann aus verschiedenen Materialien bestehen, z.B.:
- Sandwichpaneele;
- Blech;
- transparente Kunststoffplatten.
Wofür man sich entscheidet, hängt von den Anforderungen an Lichtdurchlässigkeit, Witterungsbeständigkeit und Isolierung ab. Was in erster Linie zählt, ist die korrekte Dimensionierung sowie Anbringung von Überdachungselementen, denn so gewährleistet man eine gleichmäßige Lastverteilung und Schwutz vor den unerwünschten Außen- bzw. Umwelteinflüssen. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Korrosionsschutzbehandlung des Stahls, etwa durch Beschichten oder Verzinken, damit die Stahlkonstruktion mit Überdachung über mehrere Jahre hinweg vielseitig leistungsfähig, kosteneffizient und sicher bleibt.
Welche Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen gibt es?
Wie in jeder technischen Sphäre, gibt es auch hier bestimmte Normen, die man fachsprachlich als Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen bezeichnet. Darunter sind standardisierte Abweichungen von denjenigen Nennmaßen, die im Schweißbau erlaubt sind, zu verstehen. Dank ihnen kann man sicherstellen, dass eine Schweißkonstruktion trotz unvermeidlich auftretender Fertigungstoleranzen funktionsfähig bleibt. Die Allgemeintoleranzen betreffene solche Aspekte der Gesamtkonstruktion wie Lage-, Form- oder Maßtoleranzen. Eine Liste der Basistoleranzen für Schweißkonstruktionen könnte folgenderweise aussehen:
- Maßtoleranzen beziehen sich auf Länge und Winkel. Typische Längetoleranzen liegen, je nach Klasse, in der Regel zwischen ±1 mm bis ±10 mm. Die Winkelabwechungen bei den Schweißverbindungen können hingegen ±0,55° bis ±2° betragen.
- Formtoleranzen betreffen vor allem Geradheit und Flachheit eines Bauteils bzw. einer Bauteilgruppe.
- Lagetoleranzen beziehen sich auf Parallelität, Rechtwinkligkeit und Position von Bauelementen. Diese Abweichungen können in mm oder als Winkelangaben definiert sein.
Außerdem gibt es auch Schweißnaht- und Verzugtoleranzen. Bei den ersteren berechnet man die Form und Größe der Schweißnähte und bestimmt akzeptable Grenzen für diverse Unregelmäßigkeiten (Poren, Schlackeneinschlüsse, Einbrandkerben u.a.). Bei den zweiteren stellt man zulässige Abweichungen aufgrund von Verzug durch Schweißvorgänge fest.
Die Schweißverbindungen-Toleranzen sind in verschiedenen Normen spezifiziert und variieren je nach den Anforderungen an jede konkrete Konstruktionsart sowie die Qualitätsklasse (z.B. hoch, niedrig, mittel). Daher ist es wichtig, diese spezifischen Normen für das jeweilige Projekt zu berücksichtigen.
Konstruktion schweißen – Abschließende Informationen zur Schweißkonstruktion im Bauwerk
Und nun eine kurze Zusammenfassung. Will man eine Konstruktion schweißen, so ist darunter ein Verfahren zu verstehen, bei dem einzelne Metallteile durch Schweißnähte verbunden werden, um stabile und lanlebige Bauwerke zu schaffen. De ganze Prozess beginnt mit einer sorgfältigen Planung und Vorbereitung der Materialien. Diese Phase ist sehr entscheidend, um der Konstruktion entsprechende Integrität zu gewährleisten.
Zur Sicherstellung der Produktqualität wendet man häufig solche Normen wie etwa DIN EN ISO 5817 an. Sie definieren spezifische Anforderungen an zulässige Fehlstellen und die Nahtgeometrie definieren. Durch geeignete Schweißstrategien, z.B. Spannvorrichtungen oder Vorwärmen, lässt sich der Verzug, der durch die Wärmeeinwirkung des Schweißprozesses entsteht, minimieren. Eine präzise Ausrichtung der Bauteile sowie eine sorgfältige Kontrolle über dem Schweißvorgang sind unerlässlich, um die geforderten Lage-, Form- und Maßtoleranzen einzuhalten. Nur so kann man Siccherheit und Funktionalität der fertigen Schweißkonstruktion garantieren.