UTFORMNING AV SVETSFÖRBAND - Weld on Sweden

<strong>UTFORMNING</strong> <strong>AV</strong> 

<strong>SVETSFÖRBAND</strong> 

Undvik att svetsa tunt material mot tjockt 

Minska anvisningsverkan 

Kapitel 6 Utformning av svetsförband sidan 1 / 14 

KHB 

Sid 185 

TechStrat of Sweden AB REV 1 (07-03-15) SK2-6 : 1 

<strong>UTFORMNING</strong> <strong>AV</strong> 

SEKTIONSÖVERGÅNGAR 

Acceptabelt vid 

statisk belastning 

KHB 

Sid 186 

För utmattningsbelastade 

konstruktioner 

TechStrat of Sweden AB REV 1 (07-03-15) 

SK2-6 : 2

Placera svetsen rätt med 

hänsyn till kraftriktningen 


KHB 

Sid 187 


Var noga med åtkomligheten 

Svetspistol 

KHB 

Sid 188 


SK2-6 : 4

Undvik dragspänningar 

vinkelrätt plåttjockleken 

Risk för skiktbristning (lamellering) 

i den vänstra figuren. 

Konstruera helst enligt den högra. 


KHB 

Sid 188 

TechStrat of Sweden AB REV 2 (12-05-03) SK2-6 :5 



Risk för skiktbristning ökar vid: 

- Sämre materialkvalitet 

- Stora a-mått 

- Svetsning nära en fri plåtkant 

- Grova plåttjocklekar 

- Förhindrad krympning och 

inspända detaljer 

- Yttre dragspänningar i 

tjockleksriktningen 

KHB 

Sid 188 


SK2-6 :6



Risk för skiktbristning kan minskas 

genom: 

- Att välja material med förbättrade 

egenskaper i tjockleksriktningen 

enligt SS-EN 10164 (s.k. Z-stål) 

- Konstruktiva åtgärder 

- Fördela lasten på en så stor 

yta som möjligt genom att 

svetsa mellanlager enligt figuren 

(Buttring) 


KHB 

Sid 188 




Risk för skiktbristning kan minskas 

genom: 

- Att undvika att svetsa nära fri 

kant 

- Utökad provning (ultraljud) 

- Förvärmning (minst 100 ºC) 

KHB 

Sid 188 


SK2-6 :8

UNDVIK KORSANDE SVETSAR 



KONSTRUERA 

TILLVERKNINGS- 

ANPASSAT 

- Spara material, detaljer och 

kostnad 

Inte så Utan så 

- Minska toleransberoendet 



SK2-6 :10

- Undvik svetsanhopning 


- Reducera krympspänningarna 




KHB 

Sid 191 

SVETSADE 

FYRKANTSPROFILER 


SK2-6 :12

Anslutning mellan valsade 

fyrkantsprofiler 

Anslutning utan direkt 

kraftöverföring mellan strävorna 

30° 

Diagonaler 

30° 

Underliggare 

30° 


KHB 

Sid 192 


KHB 

Sid 193 

Anslutning med direkt kraftöverföring 

mellan strävorna och med 

påsvetsad plåt 


SK2-6 :14

Stumsvetsat hörn utan 

och med förstärkning 


KHB 

Sid 194 


Anslutning av strävor till profiler 

och knutplåtar 

KHB 

Sid 194 

Anslutningarna är främst avsedda 

att ta upp krafter i pilarnas riktning. 

visar kraftriktning vinkelrät mot 

papperet. 


SK2-6 :16


KHB 

Sid 195 



SK2-6 :18

<strong>AV</strong>STYVNINGAR I HÖRN 

a) 

Den bästa lösningen uppnås om urskärningen 

utformas som en tredjedelsbåge eller en utdragen 

båge. Båda dessa utformningar ger två elastiska 

tungor som ger ett gynnsamt kraftflöde vid 

svetsning runt urskärningens hörn. Slipning som 

bild e) visar görs för att få mjuk anslutning. 

c) 

e) 

b) 

d) 


KHB 

Sid 196 


KHB 

Sid 198 

FÖRSTÄRKNING <strong>AV</strong> 

LIVURTAG VID 

BÖJBELASTNING 

B 

B 

B - B 


SK2-6 :20

Alternativ förstärkning av livurtag 

C 

C 

Förstärkning av livurtag då stor 

vridstyvhet önskas 

D 

D 


KHB 

Sid 198 

C - C 


Används vid ringa krav 

Anv. vid måttl. krav 

Används vid måttliga krav 

KHB 

Sid 199 

ANSLUTNING MOT 

AXLAR OCH N<strong>AV</strong> 

Används vid höga krav Används vid ringa 

eller måttliga krav 


SK2-6 :22

ANSLUTNING MOT 

AXLAR OCH N<strong>AV</strong> 

Anslutning av fena mot axel / nav 


KHB 

Sid 200 


h 

b 

PÅLÄGGSPLÅTAR 

a0,55 

h:b = 1:1 eller flackare 

KHB 

Sid 197 


SK2-6 :24




SK2-6 :26


SK2-6 :27 

Kapitel 6 Utformning av svetsförband sidan 14 / 14

NORMER SOM KAN 

VARA INTRESSANTA 

• Boverkets handbok om Stålkonstruktioner 

(BSK07) 

• Lyftkranar- Dimensionering, 

SS-EN 13001-1,2,3:2004 

• Stålkonstruktioner-dimensionering 

Eurocode 3, Del 1-10: 1995-2012 

• Aluminiumkonstruktioner 

Eurocode 9, Del 1-2: 1999-2000 

• Klassningssällskapens regler 

• ASME 

• BS 7608:1993 

• SS-EN 13445, Tryckkärl, 

Del 1-3, 2002 – 2006 

• SS-EN 13480, Rörledningar, 

Del 1-3, 2002 - 2005 

Kapitel 7 Dimensioneringsfilosofi 

KHB 

sid 76 


EURO-CODE 

Ny europeisk byggnorm, som kom ut 

hösten 2006 - våren 2007. 

Gäller som byggstandard fr.o.m. 2007 

Måste tillämpas från och med 2011. 

EN 1990 Grundläggande dimensioneringsregler 

för bärverk 

EN 1991 (EC1) Laster på bärverk 

EN 1992 (EC2) Dim. av Betongkonstruktioner 

EN 1993 (EC3) Dim. av Stålkonstruktioner 

EN 1994 (EC4) Dim. av Samverkanskonstr. 

i Stål och Betong 

EN 1995 (EC5) Dim. av Träkonstruktioner 

EN 1996 (EC6) Dim. av Murverkskonstr. 

EN 1997 (EC7) Dim. av Geokonstruktioner 

EN 1998 (EC8) Jordbävningsdimensionering 

EN 1999 (EC9) Dim. av Aluminiumkonstr. 

sida 1 / 10 

SS EN 1990 


SK2-7 : 2 

1

EURO-CODE 

Bestämmelserna är indelade på 

följande sätt: 

EN 1990 

Grundläggande 

dimensioneringsregler 

EN 1991 Lastförutsättningar 

EN 1992 EN 1993 

EN 1994 EN 1995 

EN 1996 EN 1999 

EN 1997 EN 1998 

Dimensionering, 

Konstruktion och 

Detaljutformning 

Geotekniskt eller 

seismiskt belastade 

konstruktioner 


SS EN 1990 


SS-EN 1993 

(EURO-CODE 3): 

EC3 är indelad på följande sätt: 

• 1993-1-(1-12) Allmänt 

• 1993-2:2006 (Broar) 

• 1993-3-1:2006 ( Torn och master ) 

• 1993-3-2:2006 ( Skorstenar ) 

• 1993-4-1:2007 ( Silos ) 

• 1993-4-2:2007 ( Cisterner ) 

• 1993-4-3:2007 ( Rörledningar ) 

• 1993-5:2007 ( Pålar och spont ) 

• 1993-6:2007 ( Kranbanor ) 

sida 2 / 10 

SS EN 1993 


SK2-7 : 4 

2

Indelning av SS EN 1993 -1: 

• 1993-1-1:2006 Allmänna regler 

• 1993-1-2:2006 Brandteknisk dim. 

• 1993-1-3:2006 Kallformade profiler 

• 1993-1-4:2006 Rostfria stål 

• 1993-1-5:2006 Plåtbalkar 

• 1993-1-6:2007 Skal 

• 1993-1-7:2007 Plana plåtkonstr. 

med transversell last 

• 1993-1-8:2005 Knutpunkter/förband 

• 1993-1-9:2005 Utmattning 

• 1993-1-10:2005 Seghet 


SS EN 1993 

• 1993-1-11:2006 Dragbelastade komp. 

• 1993-1-12:2007 Höghållfast material 


DIMENSIONERINGS- 

PRINCIPER, 

SÄKERHETSFILOSOFI 

GRÄNSTILLSTÅND: 

Brottgränstillstånd: 

Rör konstruktionens och människors 

säkerhet. Exempel: 

• Förlorad jämvikt 

(Maskin som välter) 

• Brott p.g.a. instabilitet 

(Knäckning, buckling, vippning) 

• Konstruktionen blir en mekanism 

• Materialbrott 

(Statisk överbelastning) 

• Tidsberoende brott 

(Utmattning, krypning, mm) 

• Sprödbrott 

NY KHB 

Kap 7.3 


SK2-7 : 6 

sida 3 / 10 

3


PRINCIPER, 



Bruksgränstillstånd: 

Rör konstruktionens funktion och 

människors välbefinnande. Exempel: 

• Obehagliga egensvängningar 

• Deformationer som begränsar 

konstruktionens funktion. 

• Deformationer som kan upplevas 

stötande. 


NY KHB 

Kap 7.3 



PRINCIPER, 



Både Gränslast- och 

Bruksgränstillstånd skall utredas. 

NY KHB 

Kap 7.3 

I den här kursen behandlas dock enbart 

gränslasttillstånd. 


SK2-7 : 8 

sida 4 / 10 

4


PRINCIPER, 


OBSERVERA: 

Den här kursen utnyttjar 

Eurocodes, men följer inte alla 

dess anvisningar fullt ut. 

Är kravet att konstruktionen måste uppfylla 

alla Eurocodes anvisningar och krav bör 

standarden utnyttjas helt och fullt vid 

hållfasthetsanalyserna. 


NY KHB 

Kap 7.3 



PRINCIPER, 


SÄKERHETSFAKTORER: 

Kan läggas på: 

• materialet (M), • lasterna (F) eller 

• beroende på vilken konsekvens ett brott 

skulle få. (n) Den mest ekonomiska dimensioneringen 

erhålls om säkerhetsfaktorerna delas upp. 

Säkerhetsfaktorerna () brukar kallas 

partialkoefficienter och metoden kallas 

PARTIALKOEFFICIENTMETODEN 

NY KHB 

Kap 7.3 


SK2-7 : 10 

sida 5 / 10 

5


PRINCIPER, 


PARTIALKOEFFICIENTER: 


NY KHB 

Kap 7.3 

• Materialfaktor ( M) 

(Beroende på osäkerhet i materialvärden, 

dimensionstoleranser, m.m.) 

Vanligen M0 =1,0 

Dragna komponenter (EC3): M2 =1,25 

För förband enl. EC3: M2 =1,25 

• Lastfaktor ( F) 

(Beroende på osäkerhet i lasten) 

F = 1,0 – 1,5 

• Haverikonsekvens ( n) 

Mindre allvarligt n =1,0 

Allvarligt n =1,1 

Mycket allvarligt n =1,2 


SAMMANFATTNING: 

1. Permanenta laster påförs. 

2. Man studerar EN variabel last 

(med full lastpåverkan) i taget. 

3. Övriga variabla laster multipliceras 

med ψ , vilket är en 

reduktionsfaktor beroende 

på hur stor sannolikhet det är 

att flera variabla laster 

inträffar samtidigt. 

NY KHB 

Kap 7.3 

FLERA LASTER SAMTIDIGT 


SK2-7 : 12 

sida 6 / 10 

6

FLERA LASTER SAMTIDIGT 

EXEMPEL : 

En bakaxelkåpa till ett tungt fordon 

skall dimensioneras. 

V = STATISK Vertikalkraft 

B = Maximal Bromskraft 

S = Maximal Sidokraft 

S 

V 

B 


NY KHB 

Kap 7.3 


Följande ”rena maxlastfall” är aktuella: 

LF0: Permanent last utgörs av det 

statiska hjultrycket V 

LF1: Enbart kraft på grund av vertikal 

acceleration av 15 m/s 2 , ( 1,5·V ). 

Ganska osäkert uppskattat 

Lastfaktor γ F1 = 1,2. 

Reduktionsfaktor vid flera laster: 

Ψ 0,1 = 0,5 

NY KHB 

Kap 7.3 

LF2: Enbart kraft på grund av en 

sidoacceleration 6 m/s 2 , ( S = 0,6·V ). 

Osäkert uppskattat 



Ψ 0,2 = 0,33 


SK2-7 : 14 

sida 7 / 10 

7

LF3: Enbart kraft på grund av maximalt 

bromsmoment 8 m/s 2 , ( B = 0,8 ·V ). 

Väldefinierat lastfall, eftersom man 

med god noggrannhet kan beräkna 

det maximala bromsmomentet. 



Ψ 0,3 = 0,5 

Till dessa lastfall skall alltid det 

statiska hjultrycket V adderas. 


NY KHB 

Kap 7.3 

Dessutom tillkommer lastöverläggning 

i längsled vid bromsning och i tvärsled 

vid sidoacc. 


NY KHB 

Kap 7.3 

H<strong>AV</strong>ERIKONSEKVENS: 

Konsekvensen av ett haveri vid 

bromsning bedöms som mycket 

allvarlig ( γ n = 1,2 ), medan det inte 

anses fullt så allvarligt vid lastfallet 

sidoacceleration, eftersom erfarenheterna 

visar, att maximal sidokraft 

uppträder vid körning mot t.ex. 

trottoarkanter och dylikt. Fordonet 

framförs då normalt med låg fart när 

höga sidoaccelerationer uppträder, 

d.v.s. γ n = 1,1. 

Konsekvensen av ett haveri vid 

fallet maximal vertikalacceleration 

anses som mycket allvarlig, varför 

γ n = 1,2 . 


SK2-7 : 16 

sida 8 / 10 

8

Följande ”Kombinationslastfall” är 

tänkbara: 

LC1: Huvudlast vertikal acceleration 

15 m/s 2 , ( 1,5·V, γ F1 = 1,2 ). 

Övriga laster reducerade med 

sina respektive Ψ 0,i – värden. 

Resultat: 

Vertikalkrafter : 

V + γ F1·1,5·V = 

= V + 1,2·1,5·V = 2,8·V 


NY KHB 

Kap 7.3 

Sidokrafter: 

S = 0,6·V·γ F2·Ψ 0,2 = 0,6·V·1,4·0,33 = 

= 0,277·V 

Bromskrafter: 

B = 0,8·V·γ F3·Ψ 0,3 = 0,8·V·1,1·0,5 = 

= 0,44·V 

I detta kombinationslastfall är γ n = 1,2 


LC2: Huvudlast sidoacceleration 

6 m/s 2 , ( S = 0,6·V , γ F2 = 1,4 ). 



Resultat: 

NY KHB 

Kap 7.3 

Vertikalkrafter : 

V + 1,5·V·γ F1·Ψ 0,1 = 

= V + 1,5·V·1,2·0,5 = 1,9·V 

( V inkl. lastöverläggning i sidled ) 

Sidkrafter: 

S = 0,6·V·γ F2 = 0,6·V·1,4 = 0,84 ·V 


Bromskrafter: 

B = 0,8·V·γ F3·Ψ 0,3 = 0,8·V·1,1·0,5 = 

=0,44·V 




SK2-7 : 18 

sida 9 / 10 

9

LC3: Huvudlast Maximal bromskraft 

8 m/s 2 , ( B = 0,8 ·V, γ F2 = 1,1 ). 



Resultat: 

Vertikalkrafter : V + 1,5·V·γ F1·Ψ 0,1 = 1,9·V 

( V inkl. lastöverläggning i längsled ) 

Sidokrafter: 

S = 0,6·V·γ F2·Ψ 0,2 = 0,6·V·1,4·0,33 = 

=0,227·V 


Bromskrafter: 

B = 0,8·V·γ F3 = 0,8·V·1,1 = 0,88·V 



Naturligtvis måste bakaxelkåpan även 

kontrolleras mot utmattning, vilket 

dock inte behandlas här. 


NY KHB 

Kap 7.3 


PRAKTISK 

BERÄKNINGSGÅNG 

Bestäm karaktäristiska 

hållfasthetsvärden 

Bestäm dimensionerande 

hållfasthetsvärden. 

Ex: f yd = f y / γ M · γ n 

Beräkna dimensionerande 

bärförmåga ( R d ) 

Bestäm karaktäristiska 

lastvärden E 1, E 2, … 

Bestäm dimensionerande 

lasteffekt. Ex.: 

E d = E 1· γ F1 + ψ 0,2·E 2· γ F2 

Krav: 

R d ≥ E d 

sida 10 / 10 

NY KHB 

Kap 7.3 


SK2-7 : 20 

10

SVETSKLASSER 

Svetsklasser enligt 

SS – EN ISO 5817:2007 

Följande svetsklasser finns: 

B C D 

Standarden anger hur stora 

felaktigheter respektive 

svetsklass får uppvisa, 

både när det gäller yttre 

och inre felaktigheter. 

Kapitel 8 Val av svetsklass sidan 1 / 4 

KHB 

sid 79 


UTDRAG UR SS-ISO5817 


SK2-8 : 2 

1

UTDRAG UR SS-ISO 5817 



• Obelastade svetsförband 

• Statiskt belastade svetsförband 

• Utmattningsbelastade svetsförband 

TUMREGEL: 

- Är spänningsvidden < 25 MPa kan man 

anse att förbandet är obelastat. 

- Är antalet lastcykler < 10 3 räcker en 

statisk kontroll av förbandet. 

KHB 

sid 79 

FUNKTIONSINDELNING 

<strong>AV</strong> <strong>SVETSFÖRBAND</strong> 


SK2-8 : 4 

2

FÖRSLAG TILL VAL 

<strong>AV</strong> SVETSKLASS 

Funktion Obelastad 

Statisk 

belastning 

Utmattning, 

risk för 

sprödbrott 

Svetsklass D D C B 


KHB 

sid 80 


START 

Föreskrivertilllämpligproduktstandard 

viss 

svetsklass 

Nej 

Kraftöverförande 

svets eller svets 

mot kraftöverförande 

del 

Välj D 

Nej 

KHB 

sid 82 

FLÖDESSCHEMA 

FÖR VAL <strong>AV</strong> 

SVETSKLASS 

Ja 

Ja 

Med utnyttjandegrad 

menas 

förhållandet 

mellan lastpåverkan 

och 

kapacitet 

Välj den svetsklass 

produktstandarden 

föreskriver 

Utmattningsbelastning 

Risk 

för 

sprödbrott 

Nej 

Utnyttjandegrad 

> 0,5 

Välj D 

Nej 

Nej 

Ja 

Ja 

Ja 

Välj C 

Välj B 


SK2-8 : 6 

3


KHB 

sid 81 

EXEMPEL PÅ SVETS MOT 

KRAFTÖVERFÖRANDE DEL 


SK2-8 : 7 

4

SPÄNNINGSBERÄKNING 

I <strong>SVETSFÖRBAND</strong> 

Vi vet att egenspänningar,sprickor, 

slagg, föroreningar, materialomvandlingar 

uppkommer efter 

svetsning. 

Hänsyn till dessa effekter behöver 

normalt ej tas. 

UNDANTAG: 

- Dim. mot instabilitet, 

ex. vis knäckning, buckling, vippning. 

Kapitel 9 Beräkning av svetsförband sidan 1 / 6 

NY KHB 

Kap 7.6 


NY KHB 

Kap 7.6 

BERÄKNINGSSNITT 

STUM- OCH T-SVETS 

Helt genomsvetsade stumsvetsar 

kontrolleras i ett snitt genom 

grundmaterialet vid sidan av 

svetsen ( A ). 

Delvis genomsvetsade stumsvetsar 

kontrolleras även genom snitt B. 

Ett T-svetsförband som inte är 

genomsvetsat skall dimensioneras 

som ett kälsvetsförband. 


SK2-9 : 2 

1

BERÄKNINGSSNITT 

KÄLSVETS 

Beräkningssnitt et aℓ eff skall undersökas. 

a 

ℓ eff 


NY KHB 

Kap 7.6 


Den effektiva svetslängden 

ℓ = L – 2a 

om ändkratrar inte kan undvikas 

Spänningarna kan enligt EC3 anses 

jämnt fördelade över längden ℓ eff om: 

ℓ eff ≥ 30 mm 

ℓ eff ≥ 6·a 

a ≥ 3 mm 

Reduktion av hållfastheten om 

ℓ eff > 150·a (se kapitel 10) 

NY KHB 

Kap 7.6 


SK2-9 : 4 

2

NOMINELLT a-MÅTT 

Nominellt a-mått är höjden i den 

största triangel som kan inskrivas 

mellan fogytorna och svetsens 

toppyta. 

a a a 

a 

a 


NY KHB 

Kap 7.6 


NY KHB 

Kap 7.6 

INTRÄNGNINGSDJUP 

Om man genom preliminära prov 

kan visa att inträngningsdjupet 

alltid innehålls, kan man addera 

detta till svetsens yttre a-mått. 

Mycket svetsgods kan sparas på 

så sätt. 


SK2-9 : 6 

3

• Minsta plåttjocklek 4 mm. 

• Minsta svetsklass enligt EN 25817: C. 

• Risken för skiktbristning skall 

undersökas. Ref EN 1993-1-10. 

• Vinkel mellan plåtar normalt 

60 ≤ α ≤ 120 grader för kälsvetsar. 

• Vid α < 60 => svetsen behandlas som 

delvis genomsvetsad stumsvets. 

• Använd inte intermittent svets vid 

korrosionsrisk. 

• Alltid svets i början och slutet av 

anslutande delar vid intermittent 

svets. 


NY KHB 

Kap 7.6 


• Krav vid intermittent svets: 

Svetslängder: 

L w och L we ≥ 0,75·b eller ≥ 0,75·b 1 

Dragbelastade delar: 

L 1 ≤ 16·t och ≤ 16·t 1 och ≤ 200 mm 

Tryck- och skjuvbelastade delar: 

L 2 ≤ 12·t och ≤ 12·t 2 och ≤ b/4, ≤ 200 mm 


SK2-9 : 8 

4

Kälsvets runtom i hål (fönstersvets): 

• Får användas endast för att överföra 

skjuvspänningar (eller för att förhindra 

buckling). 

• D ≥ 4·t. 

a 

• Avlånga hål avslutas med halvcirklar 

(utom när hålet når ut till den 

sammanfogade delens kant). 



Pluggsvets (slitssvets) 

cirkulära eller avlånga : 

Ø D 

• Får användas endast för att 

- överföra skjuvspänningar 

- förhindra buckling 

- förbinda hopbyggda delar 

• D ≥ t + 8 mm 

• Svetsens tjocklek (djup) 

- lika med t om t ≤ 16 mm. 

- minst halva t vid t > 16 mm, 

dock minst 16 mm. 


SK2-9 : 10 

5

Svetsning nära 

kallformningszoner: 

5·t 

5·t 

r 

Får utföras inom området 5·t 

om ett av följande uppfylls: 

- zonen är normaliserad före svetsning 

- r/t-förhållandet uppfyller kraven : 

r/t 

Töjning p.g.a. kallformning 

(%) 

Max tjocklek t (mm) 

Statisk last Utmattning 

≥ 25 ≤ 2 alla alla 

≥ 10 ≤ 5 alla 16 

≥ 3,0 ≤ 14 24 12 

≥ 2,0 ≤ 20 12 10 

≥ 1,5 ≤ 25 8 8 

≥ 1,0 ≤ 33 4 4 


SK2-9 : 11 

t 


6

DIMENSIONERING 

MOT 

STATISKA LASTER 


Kapitel 10 Dimensionering mot statiska laster sidan 1 / 12 

NY KHB 

Kap 8 

DIMENSIONERANDE 

HÅLLFASTHETSVÄRDEN 

Allmänt gäller: 

• Utgående från bruttoarean (A gr) 

f 

yk 

f yd 

M0 

• Utgående från nettoarean (A net) 

0,9⋅ f 

uk 

f ud = 

γ M2 

NY KHB 

Kap 8.1 

Lägsta värdet av f yd och f ud skall 

väljas som dimensioneringsvärde 


SK2-10 : 2

DIMENSIONERANDE 

HÅLLFASTHETSVÄRDEN 

Materialfaktorn: 

γ M0 = 1,0 om materialets sträckgräns 

begränsar bärförmågan. 

γ M1 = 1,0 om instabilitet 

begränsar bärförmågan. 

γ M2 = 1,25 för tvärsnitt under ren 

dragning och vid dimensionering 

av förband. 

Vid flera samverkande spänningar: 

2 2 2 

æ ö æ ö æ ö æ ö æ ö 

ç sx,Ed sz,Ed sx,Ed sz,Ed tx,Ed 

ç 

÷ ç ÷ ç ÷ ç ÷ ç ÷ 

ç 

÷ ç ÷ ç ÷ ç ÷ ç ÷ 

ç f 

÷ ç 

yd f 

÷ ç 

yd f 

÷ ç 

yd f 

÷ ç 

yd f 

÷ 

è ÷ ø ç è ÷ ø ç è ÷ ø ç è ÷ ø ç è yd ÷ ø 

+ - ⋅ + 3⋅ £ 1,0 


NY KHB 

Kap 8.1 


DIMENSIONERING <strong>AV</strong> 

SMÄLT<strong>SVETSFÖRBAND</strong> 

Grundregel: 

Svetsgodset skall matcha eller 

övermatcha grundmaterialet. 

NY KHB 

Kap 8.1 

= Svetsgodsets sträckgräns, 

brottgräns, brottförlängning 

och minsta Charpy V-slagseghet 

skall vara minst lika bra som 

hos grundmaterialet 

Vid material upp till S460 skall 

alltid övermatchande elektroder 

användas. 


SK2-10 : 4

DIMENSIONERING <strong>AV</strong> 

SMÄLT<strong>SVETSFÖRBAND</strong> 

Vid material över S460 kan 

undermatchande elektroder 

utnyttjas. 

Vid undermatchande elektroder 

sätts svetsfogens karaktäristiska 

hållfasthet ( f wuk ) lika med elektrodmaterialets 

hållfasthet (f euk ). 

f wuk = f euk 


NY KHB 

Kap 8.1 


PRINCIPER FÖR 

DIMENSIONERINGEN 

• Vid analys av svetsförband 

räcker det att beräkna 

kapaciteten utgående från f uk 

(brottgränsen) 

• Genomplasticerade tvärsnitt 

kan accepteras för statiskt 

belastade förband 

• Gör svetsförbanden så enkla 

som möjligt för att säkerställa 

en god deformationsförmåga 

NY KHB 

Kap 8.1 

• Utmattningsbelastade förband 

kontrolleras mot maxlaster 

enligt elasticitetsteori, även om 

gränsvärdet för hållfastheten 

utgår från materialets brottgräns 


SK2-10 : 6

STUM<strong>SVETSFÖRBAND</strong> 

Normalspänningar vinkelrätt 

mot stumsvetsen och 

skjuvspänningar i svetsen: 

Ett fullt genomsvetsat stumsvetsförband 

kan anses som jämstarkt 

med det svagaste grundmaterialet 

i förbandet. 


NY KHB 

Kap 8.2 



Krav för att ett T-svetsförband 

skall kunna anses vara jämstarkt 

med grundmaterialet: 

Uppfylls inte kraven skall 

förbandet dimensioneras 

som ett kälsvetsförband. 

NY KHB 

Kap 8.2 


SK2-10 : 8


Vid enbart statiskt belastade 

konstruktioner behöver man 

inte ta hänsyn till s . 

Vid utmattningsbelastade 

strukturer måste man däremot 

ta hänsyn till s . 


NY KHB 

Kap 8.2 


KÄL<strong>SVETSFÖRBAND</strong> 

Beräkningssnittet går genom 

kälsvetsens a-mått och dess 

area är 

å 

A = a⋅ 

w eff 

NY KHB 

Kap 8.3 

där ℓ eff är svetsens längd minskad 

med eventuella ändkratrar. 

En ändkrater kan anses vara lika 

lång som svetsens a-mått. 


SK2-10 : 10


Följande spänningskomponenter 

finns i en kälsvets: 

s^ 

s 

t^ 

t 

normalspänning vinkelrätt 

mot beräkningssnittet 

normalspänning parallellt 

med svetsens längsriktning 

skjuvspänning vinkelrätt 

mot beräkningssnittet 

skjuvspänning parallellt 

med svetsens längsriktning 


NY KHB 

Kap 8.3 



NY KHB 

Kap 8.3 


SK2-10 : 12


a 

 

α 

 

 

 

Svetsens längd = ℓ 

sv 

BETRAKTA EN <strong>AV</strong> SVETSARNA: 

F 

sin 

a 

(σ sv = F/aℓ) 

F 

cos a 


NY KHB 

Kap 8.3 


F 


- OBS: En kälsvets tvärsnittsarea 

skall antas vara koncentrerad till 

kälsvetsens rot ( enl. EC3 ) !! 

- Man kan bortse från spänningskomponenten 

vid 

dimensionering mot statiska laster. 

- Kälsvetsförbandets kapacitet 

bestäms ur: 

f 

3 

 

2 2 2 wuk 

 

w M2 

och även: 0,9 f wuk / M2 

NY KHB 

Kap 8.3 


SK2-10 : 14


- f wuk = Svetsförbandets karaktäristiska 

brottgräns ( grundmaterialets, 

f uk , vid övermatchande) och svetsgodsets, 

f euk , vid undermatchande 

elektroder). 

- Partialkoefficienten för 

svetsförband γ M2 = 1,25 

- Korrektionsfaktorn β w beror på 

materialets hållfasthet och 

Material β w 

S235 0,8 

S275 0,85 

S355 0,9 

S420 1,0 

S460 1,0 


NY KHB 

Kap 8.3 


F 

PLUGG- och 

SLITSSVETSAR 

Rd 

A ⋅f 

= 

3⋅β ⋅γ 

w wuk 

w M2 

A w = Hålets / slitsens 

tvärsnittsyta. 

NY KHB 

Kap 8.4 


SK2-10 : 16

PUNKTSVETSAR 

1. Skjuvbrott i svetslinsen 

F 

Rd 

2 

π⋅d ⋅f 

= 

4⋅ 3⋅γ 2. Hålkantbrott 

F 

Rd 

M2 

uk 

M2 

π⋅dtf ⋅ ⋅ 

= 

γ 

uk 

f uk = karaktäristiska brottgränsen 

för det sämsta av grundmaterialen 

t = den tunnaste plåtens tjocklek 

d = linsdiameter ( c:a 5· t ) 


NY KHB 

Kap 8.5 


KONTROLL MOT 

SKIKTBRISTNING 

Referens: EN 1993-1-10:2005/AC2009 

Dimensionering av stålkonstruktioner – 

Seghet och egenskaper i tjockleksriktningen. 

Risk för skiktbristning 

NY KHB 

Kap 8.6 


SK2-10 : 18

KONTROLL MOT 


Man kan beställa materialet med 

förbättrade egenskaper i tjockledsriktningen, 

s.k. Z-stål. 

Det finns tre klasser: 

Z15, Z25 och Z35. 

Siffran anger hur stor areareduktionen 

(i %) i provstaven minst skall vara innan 

brott sker. 

Exempel på beteckning: 

SS-EN 10025-3-355N + SS-EN 10164 -Z35 

Kortform: S355N + Z35 


NY KHB 

Kap 8.6 


KONTROLL MOT 


Val av Z-värde kan ske enligt tabellen: 

Värde på ZEd enligt 

EN 1993-1-10 

Krav på Z Rd, uttryckt i Zvärden 

enligt EN 10164 

Z Ed ≤ 10 - 

10 < Z Ed ≤ 20 Z 15 

20 < Z Ed ≤ 30 Z 25 

30 < Z Ed 

Z 35 

Z Ed erhålls genom att summera alla 

Z-värde (Z a –Z e) enligt följande 

sidor. 

Z Ed = Z a + Z b + Z c + Z d + Z e 

NY KHB 

Kap 8.6 


SK2-10 : 20

KONTROLL MOT 


a) Inverkan av svetsens storlek: 

Effektivt svetshöjd aeff mm 

a-mått 

mm 


Z a 

a eff ≤ 7 < 5 0 

7 < a eff ≤ 10 5 - 7 3 

10 < a eff ≤ 20 8 - 14 6 

20 < a eff ≤ 30 15 - 21 9 

30 < a eff ≤ 40 22 - 28 12 

40 < a eff ≤ 50 29 - 35 15 

50 < a eff > 35 15 

NY KHB 

Kap 8.6 


KONTROLL MOT 


b) Inverkan av form och läge i 

T-svets- och hörnsvetsförband: 

NY KHB 

Kap 8.6 


SK2-10 : 22

KONTROLL MOT 


c) Inverkan av grundmaterialets 

tjocklek: 

Plåttjocklek 

(mm) 

Z c 

Plåttjocklek 

(mm) 

t ≤ 10 2 40 < t ≤ 50 10 

10 < t ≤ 20 4 50 < t ≤ 60 12 

20 < t ≤ 30 6 60 < t ≤ 70 15 

30 < t ≤ 40 8 70 < t 15 

Om det inte förekommer några 

dragkrafter i plåtens tjockleksriktning, 

så kan värdena i tabellen 

halveras. 


Z c 

NY KHB 

Kap 8.6 


KONTROLL MOT 


d) Inverkan av förhindrad krympning: 

Fri krympning möjlig: Z d = 0 

Begränsad fri krympning: Z d = 3 

Fri krympning inte möjlig: Z d = 5 

e) Inverkan av förvärmning: 

Förvärmning T > 100 ºC: Z e = -8 

Annars: Z e = 0 

NY KHB 

Kap 8.6 


SK2-10 : 24

Exempel 1 

Bestäm a-måtten för kälsvetsarna till 

dragstången. F k = 250 kN 

Material: S275JR (fuk=410 N/mm2 ) 

Elektroder: SS-EN ISO 2560 E42 4 

(feuk=500 - 640 N/mm2 ) 

Följande partialkoefficienter är givna: 

Materialegenskaper: M0 = 1,0 

M2 = 1,25 

Lastfaktor: F = 1,0 

Haverikonsekvens: n = 1,1 


Kapitel 11 Exempel Statiska belastningar sidan 1 / 6 

NY KHB 

Kap 8.7 

KR<strong>AV</strong>: 

a 

 

α 

 

 

 

f 

3 

 

sv 

Antag a = 6 mm 

2 2 2 wuk 

 

w M2 

Effektiv svetslängd med avdrag 

för ändkratrar är då 

 

eff 

0,9 f 

 

= (100 - 2 6) = 88 mm 

F 

wuk 

w M2 

NY KHB 

Kap 8.7 


SK2-11 : 2

Lösning: 

Snitta upp svetsarna genom 

a-måtten: 

Kraftjämvikt i vertikal- och 

horisontalled: 

σ^ τ^ 

: ⋅a⋅eff - ⋅a⋅ eff= 

0 

2 2 

σ^ τ^ 

¬ : 2 ⋅( ⋅a⋅ eff + ⋅a ⋅ eff) 

= F 

2 2 


NY KHB 

Kap 8.7 


Första ekvationen ger att 

Detta insatt i den andra ger: 

σ^ 

4⋅ ⋅a⋅ eff = F 

2 

σ^ = τ^ 

Dimensioneringsvärden erhålls 

genom att ta hänsyn till γ F och γ n. 

2⋅F ⋅γ ⋅γ F ⋅γ ⋅γ 

σ^d = τ^d 

= = 

4a ⋅ ⋅ 2⋅ 2⋅a⋅ Med insatta värden: 

NY KHB 

Kap 8.7 

^k F n ^k 

F n 

eff eff 

2 ⋅250000⋅1,0⋅1,1 σ^d = τ^d = = 184 N / mm 

4688 ⋅ ⋅ 


SK2-11 : 4 

2

Kontroll med: 

τ = 0 

d 

f wuk = 410 N/mm 2 

(övermatchande elektroder) 

Kontroll 1: 

( ) 

β w = 0,85 

γ M2 = 1,25 

2 2 2 2 2 

^d+ ^d+ 

d = ⋅ = 

σ 3 τ τ 4184 368N/mm 

vilket är mindre än tillåtet: 

fuk 410 

2 

= = 385 N / mm . O.K. 

β ⋅γ 0,85⋅1,25 w M2 

Godkänt 


NY KHB 

Kap 8.7 


Kontroll 2: 

σ 184 N / mm 

^ d = 

vilket är mindre än tillåtet: 

0,9 ⋅fwuk 0,9 ⋅410 

2 

= = 295 N / mm . O.K. 

γ 1, 25 

M2 

2 

Godkänt. Båda villkoren är uppfyllda, 

och förbandet kan godkännas 

om svetsarnas a-mått är 6 mm. 

Enligt EC3 skall även följande 

villkor vara uppfyllda: 

ℓ eff ≥ 30 mm 

ℓ eff ≥ 6·a 

Även detta villkor är uppfyllt. 

NY KHB 

Kap 8.7 


SK2-11 : 6

Svar: Svetsarna kan läggas 

med a-mått 6 mm. 

• Tumregel: 

En dubbelsidig kälsvets med 

a-måttet 

0,6 ⋅ t £ a £ 0,7 ⋅t 

där t = anslutande plåts tjocklek, 

är jämstark med grundmaterialet. 


NY KHB 

Kap 8.7 


Övningsuppgift 1 

Kälsvetsat reaktionsstag i bakhjulsupphängningen till en 

lastbil. 

Dimensionering mot maximala krafter 

(utmattningsdimensionering utförs senare). 

Hur stor kraft (F) kan svetsförbandet maximalt överföra? 

Grundmaterial: SS – EN 10025 S355J0 

Belagd elektrod: EN 499 – E42 3 

Svetsklass: C enligt SS - EN ISO 5817 

Säkerhetsresonemang: 

Eftersom konsekvensen av ett haveri bedömts som mycket 

stor väljs γn = 1,2 

Vi känner till storleken på de maximala lasterna relativt bra: 

γF = 1,1 


a5 

C 

Rör ϕ60 x 5

Övningsuppgift 2 

Kälsvetsad infästningsplåt med sammansatta laster. 

Bestäm lastkapaciteten, Pk, för den dubbla kälsvetsen i 

figuren nedan. Dimensionering mot maximala krafter 

(utmattningsdimensionering utförs senare). 

Grundmaterial: SS – EN 10025-6:2004 S550QL 

Belagd elektrod: EN 499 – E42 3 

Konsekvensen av ett haveri är liten. ( γn = 1,0 ) 

Vi känner storleken på de maximala lasterna mycket bra. 

( γF = 1,0 ) 

50 

P 

PL 10x100x200 


200 


a4 

a4 

C 

LÖSNING EXEMPEL 2 

Grundmaterial SS-EN 10025-6:2004 S550QL, med karakteristisk brottgräns 

f uk = 640 N/mm 2 (KHB sid 24) 

Elektrodmaterial SS-EN 499-E42 3, med karakteristisk brottgräns 

f euk = 500 N/mm 2 (undermatchande) (KHB sid 32) 

Eftersom konsekvensen av haveri är liten väljer vi 

γ n = 1,0 (KHB sid 77) 

Eftersom vi känner lastens värde väl sätter vi 

γ F = 1,0 (KHB sid 76) 

Beräkningen utförs i följande markerade, typiska steg: 

→: Svetsens karakteristiska brottgräns (underrmatchande elektroder): 

f wuk = f euk = 500 N/mm 2 

→: Krav enligt ekvation 8:5 och 8:6 i det kompletterande kapitel : 

2 2 2 fwuk 

3 

w M2 

ekv. 8:5 

0,9 fwuk 

wM2 ekv. 8:6 

β w =1,0 (S550) ; γ M2 = 1,25 ger att 

2 2 2 500 

2 

3 400 N / mm (Krav 1) 

11,25 

0,9 500 

 

11,25 

2 

360 N / mm (Krav 2) 


SK2-11 : 10

→: Beräkningssnitt: 

a = 4 mm 

ℓ eff = 200 - 2·a = 192 mm (avdrag för ändkratrar) 

50 

P·γ f 

T 

M 

T = P·γ f 

M = P·50·γ f 

→: Skjuvspänningar parallellt med svetsen: 

Pk Fn Pk 1,01,0 Pk 

d (N/mm 

2a 24192 1536 

2 ) 

eff 

σ = M·e / I 

→: Spänningar från krafter vinkelrätt mot svetsen: 

Svetsens tröghetsmoment (bredden på tvärsnittet b = 2·a): 

= 3 3 

3 

b h2a24192 eff 

I = =4,7210 sv 

12 12 12 

 

6 


(mm 4 ) 

Me P 50192/2 k F n Pk 

(N/mm 

svd 6 

I 4,72 10 

983 

2 ) 


Dela upp σ sv i komponenterna σ ┴ och τ ┴ enligt figuren nedan: 

a 

a 

Jämvikt ger: 

τ┴ σsv σ ┴ 

σ sv 

Detalj av svetsen 

P 

sv k 

 

d d 

2 1390 

2 2 

P P 

2 

k k 

4 3 400 

 

1390 1536 

(N/mm 2 ) 

Med insatta värden i ekvation 8:5 (Krav 1): 

 

Slutligen kontrolleras ekvation 8:6 (Krav 2): 

Pk 

SVAR: Svetsen kan bära kraften 219 kN 

σ pl 

Varur P k ≤ 218 800 N (≈ 219 kN ) 

360 

1390 Varur Pk ≤ 500 000N (= 500kN ) 


SK2-11 : 12

UTFORMNING AV SVETSFÖRBAND - Weld on Sweden

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?