Schweißmuttern- und Schweißbolzenanzugsprüfung (Prüfung & Inspektion) | MachineMFG

Kontrolle des Anziehens von Schweißmuttern und Schweißbolzen (Prüfung und Inspektion)

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Einführung

Die Anzugsvorrichtung für Schweißmuttern und Schweißschrauben erfordert eine Qualitätssicherung während des Montageprozesses. Um die Qualität der Schweißnaht und die Zuverlässigkeit des Prozesses zu bewerten, muss die Montagefestigkeit während des gesamten Prozesses überwacht werden.

Um die Zuverlässigkeit des Montageprozesses zu belegen, können auch andere Qualitätssicherungsmessungen in den Produktionsprozess integriert werden, so dass eine nachträgliche Prüfung von Schweißmuttern und -schrauben möglicherweise überflüssig wird.

1. Überblick

Dieses Standarddokument behandelt das Anziehen von geschweißten Muttern und Bolzen auf Stahlplatten und umreißt das Montageverfahren für Bolzen. Es beschreibt die Schweißmontagebedingungen für das gesamte Fahrzeug. Die entsprechenden Abteilungen sind für diese Kontrollen verantwortlich. Methoden, die nicht in diesem Dokument erwähnt werden, sollten nicht angewendet werden.

Die Fertigungsabteilung verlangt eine Prozesskontrolle. Im Falle von Qualitätsproblemen kann die Qualitätsabteilung die Stichprobenkontrollen erhöhen. Zur Verbesserung der Qualität und des Systems sowie als Reaktion auf Qualitätsprobleme ist eine zerstörende Prüfung des Fahrzeugrahmens erforderlich.

2. Andere anwendbare Dokumente

  • MBN 73B - Sechskantmuttern
  • MBN 73C - Vierkantmuttern
  • MBN 75 - Schweißbolzen mit Gewinde
  • MBN 10176 - Sechskantmuttern mit Flansch
  • MBN 10369 - Rundmuttern
  • MBN 10390 - Kalottenförmige Rundmuttern
  • MBN 10391 - Anschweißbolzen mit Anschweißring
  • N13008 - Flanschmuttern
  • DIN EN ISO 14270 - Probengrößen und Prüfverfahren für das mechanische Abtragen von Schweißpunkten und -nähten
  • DIN EN ISO 14272 - Probengrößen und Prüfverfahren für die Querzugprüfung von Schweißpunkten
  • DIN EN ISO 14273 - Probengrößen und Prüfverfahren für die Scherprüfung von Schweißpunkten und -nähten

3. Verwendung von Abkürzungen, Definitionen und Symbolen

Grenzschweißung:

Bei einer Verbindungsschweißung handelt es sich um eine unvollständige Schmelzschweißung, bei der der Bolzen lediglich an dem Metallteil haftet, ohne die erforderliche Festigkeit zu besitzen.

4. Material- und Zyklusspezifikationen

Um Materialien und Zyklen zu kontrollieren, sollten alle Materialien, Methoden, Prozesse, Teile und Systeme den geltenden gesetzlichen Vorgaben entsprechen.

5. Beschreibung

Der folgende Inhalt kann nur auf Stahl angewendet werden Blechschweißen.

6. Installations-Kategorien

Stahlblechmuttern

Kategorie A

Kategorie B

Stile

Vierkantmutter (MBN 73C oder DIN 928)

Sechskantmutter (MBN 73B oder DIN 929)

Rundschweißmutter (MBN 10369)

Stil A Stil B

Sechskantmutter mit Flansch (MBN 10176)

Runde Mutter

Bolzen schweißen

  • Klasse A
  • Klasse B

Beispiel, MBN 75 MBN 10391

7. Zerstörungsfreie Prüfung

7.1 Beschreibung des Verfahrensablaufs

Alle Schweißnähte, die durch Parameterüberwachung (z. B. Farbmarkierung) als fehlerhaft erkannt werden, müssen repariert werden.

Von den herzustellenden spezifizierten Stichproben müssen zusätzliche Prüfmuster abgetrennt werden. Bei der Prüfung von Schweißbolzen und Schweißmuttern sind die entsprechenden Verfahrensdokumente heranzuziehen.

Die Inspektionsabteilung muss den Inspektionsprozess im Detail aufzeichnen, z. B. wie Fehler im Prüfstück identifiziert werden.

7.2 Visuelle Inspektion

7.2.1 Inspektionsverfahren

Visuelle Inspektionen müssen den Bewertungsstandards entsprechen. Sie müssen von geschulten Inspektoren unter angemessenen Abstands- und Beleuchtungsbedingungen durchgeführt werden.

7.2.2 Inspektionsprotokolle

Die Sichtkontrollen müssen in einer Checkliste festgehalten werden.

Bestätigte Fehler, wie z. B. zur Kante hin geneigte Schweißpunkte, müssen sofort in der Produktionsanlage oder Schweißeinrichtung korrigiert werden.

7.2.3 Bewertungsstandards

Die Prüfung von Schweißmuttern muss den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Normen entsprechen.

SeriennummerKriterien für die Bewertung:Beispiel
1Versäumte Schweißnähte von Bolzen/Muttern  
2Beschädigung oder Verunreinigung von Bolzen/Muttern (einschließlich Schweißspritzer und Gewindeschäden)  
3Die Lücke ist unangemessen
h > 0,1m
  
4Abweichung von der Mittellage
Die Muttern dürfen die Montage der Schrauben nicht behindern.
  
Referenzwerte:
Bei Muttern mit M ≤ 5 sollte S ≤ 1mm sein.
Bei Muttern mit M ≥ 6 sollte S ≤ 2 mm sein.
Bei gebogenen Rundmuttern sollte S < 0,8 mm sein.
 

7.3 Prüfung des Drehmoments

7.3.1 Geschweißte Muttern

Vor der Durchführung von Drehmomentprüfungen an geschweißten Muttern ist eine externe Prüfung erforderlich. Die Inspektionsstandards sind in 7.2.3 beschrieben. Die Drehmomentprüfung muss mit einem Drehmomentschlüssel durchgeführt werden, der in den entsprechenden Prüfbereich fällt.

Während des Prüfvorgangs wird ein Drehmoment auf die Mutter ausgeübt. Wenn die Schweißnaht vor Erreichen des Mindestdrehmoments abgeschert oder gerissen wird, gilt die Festigkeit als nicht ausreichend.

Die Prüfnormen sind in Abschnitt 7.3.3 aufgeführt.

Messung des Drehmoments
M46 Nm
M58 Nm
M614 Nm
M832 Nm
M1070 Nm
M12100 Nm

Hinweis: Bei Vierkant- und Sechskantmuttern muss eine Drehmomentkontrolle durchgeführt werden, während die Dicke der Stahlplatte muss bei bogenförmigen und runden Muttern nicht berücksichtigt werden.

7.3.2 Bolzen schweißen

Bei der Drehmomentprüfung werden zunächst die beiden Muttern auf dem Schweißbolzen angezogen (siehe Abbildung 1) und dann mit einem geeigneten Drehmomentschlüssel ein vorgegebenes Mtest-Prüfdrehmoment aufgebracht, wodurch die Mutter einer Torsionsbelastung ausgesetzt wird (siehe Abbildung 2).

Abbildung 1: Seitenansicht des Schweißbolzens
Abbildung 2: Inspektionsausrüstung (Schweißbolzen, zwei Muttern, Drehmomentschlüssel)

Entfernen Sie anschließend die beiden Muttern. Es ist plausibel, eine geeignete Mutter zu verwenden (wie in Abbildung 3 dargestellt). Montieren Sie die Mutter vollständig und führen Sie dann eine Drehmomentprüfung durch.

Abbildung 3: Wählbare Mutter (h: abhängig von den tatsächlichen Bedingungen)

7.3.3 Bewertungskriterien

Nach der Überprüfung des Anzugsdrehmoments muss der Einbau der Schrauben und Muttern anhand der Beschreibungen in der nachstehenden Tabelle beurteilt werden.

SeriennummerKriterien für die Bewertung Beispiel 
1Schrauben oder Muttern dürfen nicht lose seinSchrauben oder Muttern dürfen nicht lose sein  
2Schweißnähte können keine Trennung aufweisen  
3Schweißnähte dürfen nicht beschädigt sein (Risse)Schweißnähte dürfen nicht beschädigt sein (Risse)  

7.3.4 Drehmomentprüfung von Rundmuttern MBN 10369 und MBN 10390 (Bogenmuttern)

Vor der Durchführung von Drehmomentprüfungen an den Rundmuttern muss zunächst eine Sichtprüfung gemäß Abschnitt 7.2.3 durchgeführt werden. Drehen Sie zunächst eine Schraube mit einem Drehmomentschlüssel mit entsprechendem Drehmomentbereich in die Rundmutter ein.

Bei der Prüfung wird die Mutter durch die Schraube mit einem Drehmoment belastet. Tritt vor Erreichen des Mindestdrehmoments ein Riss an der Naht auf, gilt die Festigkeit als unzureichend. Die Prüfnorm findet sich in Abschnitt 7.3.3.

  • Mindestdrehmoment für M5 Rundmutter: 8Nm
  • Mindestdrehmoment für M6 Rundmutter: 14Nm
  • Mindestdrehmoment für M8 Rundmutter: 32Nm
  • Mindestdrehmoment für M10 Rundmutter: 70Nm
  • Minimales Drehmoment für M20 Rundmutter: 100Nm

7.3.5 Drehmomentprüfung von Erdungsmuttern

Vor der Durchführung von Drehmomentprüfungen müssen zunächst Sichtprüfungen durchgeführt werden, wie in Abschnitt 7.2.3 beschrieben. Drehen Sie zunächst eine Schraube mit einem Drehmomentschlüssel mit entsprechendem Drehmomentbereich in die Grundmutter ein.

Bei der Prüfung wird die Mutter von der Schraube mit einem Drehmoment belastet. Tritt vor Erreichen des Mindestdrehmoments ein Riss an der Naht auf, gilt die Festigkeit als nicht ausreichend. Die Prüfnorm findet sich in Abschnitt 7.3.3.

  • Drehmoment für M6 Erdungsmutter: 14Nm
  • Drehmoment für M8 Erdungsmutter: 27Nm

7.3.6 Drehmomentprüfung von unzugänglichen Muttern

Bei Muttern, die in Hohlräumen installiert sind, die keine regelmäßige Prüfung erfordern, können sie mit Madenschrauben geprüft werden. Schrauben Sie die Madenschraube in die Mutter und verwenden Sie dann einen Drehmomentschlüssel mit einem geeigneten Drehmomentbereich, um das Drehmoment der Mutter zu prüfen.

Tritt ein Riss in der Mutter auf, bevor das Mindestdrehmoment erreicht ist, gilt die Festigkeit als nicht ausreichend. Die Prüfnorm findet sich in Abschnitt 7.3.3.

Messung des Drehmoments
M44 Nm
M55 Nm
M68 Nm
M820 Nm
M1050 Nm
M1280 Nm

Hinweis: Falls erforderlich, können verstärkte Schrauben verwendet werden.

8. Zerstörende Prüfung

Bei der zerstörenden Prüfung handelt es sich um eine spezielle Inspektion des Fahrzeugrahmens, die der Qualitätsverbesserung und der Untersuchung von Qualitätsproblemen dient.

8.1 Zerstörungsfreie Prüfung von Erdungsmuttern

Vor der Prüfung der Erdungsmuttern muss eine Sichtprüfung durchgeführt werden, die in 7.3.3 genormt ist.

Verwenden Sie die entsprechenden Werkzeuge, um die geschweißte Stahlplatte von der Erdungsmutter zu entfernen.

Prüfen Sie, ob 80% oder mehr des Schweißumfangs geschweißt ist.

Hinweis: Die Schweißung 80% ist für die Erdung ausreichend.

8.2 Zerstörende Drehmomentprüfung

Verwenden Sie einen Drehmomentschlüssel mit einem geeigneten Drehmomentbereich, um festzustellen, mit welchem Drehmoment die Mutter gelöst werden kann. Das minimale Trenndrehmoment der Schweißnaht ist in Tabelle 6.6 aufgeführt.

8.2.1 Zerstörende Drehmomentprüfung von Rundmuttern MBN 10369 und MBN 10390 (Bogenmuttern)

Die zerstörende Prüfung von Rundmuttern ist ähnlich wie die zerstörungsfreie Prüfung (siehe 7.2.3).

Es muss jedoch ein Drehmoment auf die Mutter durch die Schraube ausgeübt werden, bis die Schweißnaht versagt. Dasselbe gilt für den Drehmomentschlüssel in Abschnitt 9.

8.2.2 Zerstörende Drehmomentprüfung am Schweißbolzen

Die zerstörende Drehmomentprüfung der Schraube ist ähnlich wie die zerstörungsfreie Prüfung (siehe 7.3.2).

Es muss jedoch ein Drehmoment auf die Mutter durch die Schraube ausgeübt werden, bis die Schweißnaht versagt. Dasselbe gilt für den Drehmomentschlüssel in Abschnitt 9.

8.3 Kompressionstest

8.3.1 Testsequenz

Die Druckfestigkeit des entsprechenden Prüfgeräts muss in der Lage sein, die abgetrennte Schweißnaht zu messen.

Die Kraft FA muss mit dem Mindestkraftwert in Tabelle 8.4 verglichen werden. Zusätzlich muss die Bruchfläche bewertet werden, um festzustellen, ob ein vollständiger Schweißpunkt gebildet wurde.

8.3.2 Prüfgeräte

SechskantmutterVierkantmutterDurchmesser (mm)Blechdicke (mm)Länge (mm)
M3 10240
M4M412
M5M513
M6M614
M8 18
 M821
M10 23
M12M1027
M14M1231
M16M1433

Für nicht in der Tabelle aufgeführte Bauteile, wie z. B. runde Schrauben oder Muttern, müssen die Prüfmittel ähnlich wie die oben genannten sein.

8.4 Inspektionsliste erzwingen

Die in Abschnitt sechs genannten Komponenten.

Gewinde-DurchmesserDicke der PlatteDruckkraft
M40.75
1.0
1.5
>1,3kN
M50.75
1.0
1.5
>2,0kN
M61.0
1.5
2.5
>2,5kN
M81.0
2.0
3.0
>3,0kN
M101.25
2.0
3.0
>4,0kN
7/16''1.25
2.0
3.0
>5,0kN
M121.5
2.0
3.0
>6,0kN

Übermäßiger Druck, der über den Rahmen hinausgeht, muss mit den zuständigen Abteilungen abgesprochen werden.

8.5 Peel-Test-Inspektion

Bei geschweißten Stahlblechmuttern kann ein Schälverfahren zur Prüfung eingesetzt werden.

Mit geeigneten Werkzeugen wird die Mutter von der Stahlplatte abgeschält, z. B. mit einem Hammer, einem Meißel oder einem Zugprüfgerät.

Jeder Schweißpunkt muss daraufhin überprüft werden, ob die Abmessungen des Schweißpunkts auf dem geschälten Stahlblech mit denen vor dem Schweißen übereinstimmen (z. B. beträgt die Mindestabmessung eines Schweißpunkts mit einem Durchmesser von 24 mm 24 mm; die Mindestabmessung eines vorgeschweißten Schweißpunkts von 3x8 mm beträgt 3x8 mm).

Bei der Inspektion aller Schweißnähte werden diese als akzeptabel angesehen, wenn sie die folgenden Bedingungen erfüllen:

  • 3 von 4 Schweißpunkten erfüllen die Anforderungen
  • 2 von 3 Schweißpunkten erfüllen die Anforderungen

8.6 Spezielle Metall-Querschnittsuntersuchung

In besonderen Fällen kann ein Metallquerschnitt verwendet werden, um den Befestigungszustand von Schrauben und Muttern zu prüfen.

Die spezielle Metallquerschnittsprüfung erfordert die Bedienung durch besonders geschultes Personal.

Die Ausbildungsrichtlinien müssen von einem zugelassenen Schweißfachingenieur oder einem zertifizierten Schweißfachmann erstellt werden.

9. Drehmomenttest-Tabelle

Wie in Abschnitt 6 erwähnt, für die Teile.

  Zerstörende PrüfungZerstörungsfreie Prüfung
Gewinde-DurchmesserDicke der PlatteDie Drehmomenteinstellung im Schweißsystem.Überwachung des Drehmoments während der Teileprüfung, das mit der Dicke des Blechs zusammenhängt.
M40.7
1.25
1.5
13 Nm
13 Nm
16 Nm
6 Nm
8 Nm
8 Nm
M50.7
1.25
1.5
20 Nm
29 Nm
29 Nm
8 Nm
10 Nm
10 Nm
M60.8
1.5
2.0
24 Nm
33 Nm
34 Nm
14 Nm
20 Nm
20 Nm
M81.0
2.0
3.0
58 Nm
61 Nm
60 Nm
32 Nm
38 Nm
38 Nm
M107/16''1.25
2.0
3.0
112 Nm
133 Nm
125 Nm
70 Nm
90 Nm
90 Nm
M12>1.5140 Nm100 Nm

Anmerkung: Die Prüfnorm in 6.2.3 gilt speziell für dünne Stahlbleche.

10. Inspektionsdokument

Die Überprüfung von Stichproben muss protokolliert werden. Die Ergebnisse der Stichprobenkontrollen müssen während eines bestimmten Zeitraums aufbewahrt werden.

10.1 Maßnahmen zur Mängelbeseitigung

Werden bei der Inspektion Mängel festgestellt, müssen diese unverzüglich behoben werden. Zusätzlich müssen die entsprechenden Systeme überprüft oder korrigiert werden.

Alle Fahrzeuge, bei denen derzeit die gleichen Probleme auftreten, müssen repariert werden. Defekte Einnietmuttern müssen entfernt werden, und um neue Schrauben oder Muttern zu befestigen, muss die Oberfläche der Platte sauber und eben gehalten werden.

Für Einzelfälle, in denen Schrauben und Muttern nicht ersetzt werden können, müssen geeignete Reparaturmethoden festgelegt werden durch QPQ und EP/CSV.

11. Inspektionswerkzeuge

Die Inspektionsabteilung muss auch die Kontrollinstrumente überprüfen.

Die verwendeten Drehmomentschlüssel müssen die folgenden Bedingungen erfüllen:

  • Drehmoment-Arbeitsdifferenz innerhalb von 10% des Prüfbereichs
  • Sichtbare Inspektionsergebnisse

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