Verschraubung von aufgeschweißten Gewindebolzen nach Merkblatt DVS 0904

Beim Lichtbogenbolzenschweißen wird ein stiftförmiges Verbindungselement mit oder ohne Gewinde mittels eines Lichtbogens mit einem Bauteil verbunden. Verwendet werden in der Regel Verbindungsmittel wie Stifte, Buchsen und Bolzen mit Gewinde. Während des Schweißprozesses wird ein Lichtbogen an der Stirnfläche des zu verschweißenden Bolzens gezündet, wodurch sowohl die Stirnfläche des Bolzens als auch das Werkstück lokal angeschmolzen und unter einem definierten Anpressdruck zusammengefügt werden. Unterschieden wird zwischen zwei Verfahren der Schweißung, dem Lichtbogenbolzenschweißen mit Hub- oder mit Spitzenzündung.
Das Merkblatt DVS 0904 des Deutschen Verbands für Schweißen und verwandte Verfahren e.V. (DVS) gibt neben den Regelungen zum Lichtbogenschweißen von metallischen Werkstoffen der DIN EN ISO 14555 weiterführende Hinweise zum Lichtbogenbolzenschweißen für die Praxis. Für das Bolzenschweißen werden unter anderem Anweisungen für die Schweißvorbereitung, die Ausführung und die Prüfung der Bolzenschweißung gegeben. Darüber hinaus liefert das Merkblatt aber auch Angaben zur Montage und damit zur Verschraubung sowie zur Zugprüfung von aufgeschweißten Gewindebolzen. Diese Angaben betreffen das Montagedrehmoment und die resultierende Montagevorspannkraft, die auf Annahmen zu Reibbeiwerten beruhen, welche bisher nicht durch Versuche gestützt wurden. Im Zuge der Überarbeitung des Merkblatts DVS 0904 sollten diese Angaben überprüft und angepasst werden, weshalb experimentelle Untersuchungen an aufgeschweißten Gewindebolzen am Institut für Metall- und Leichtbau der Universität Duisburg-Essen durchgeführt wurden. Diese Untersuchungen und deren Ergebnisse werden im vorliegenden Beitrag als Hintergrundinformationen zu den in der überarbeiteten DVS 0904 ausgewiesenen Anziehdrehmomenten dargestellt und erörtert.

Tightening of arc welded studs according to the technical bulletin DVS 0904.
Within the process of arc stud welding, a pen-shaped threaded or non-threaded stud is connected to a steel component. During the process the two components bolt and steel component are locally melted by an arc and then plunched together. The process of arc stud welding can be divided into arc stud welding with a drawn arc or with condenser discharge. The technical bulletin DVS 0904 of the German Welding Society (DVS) gives next to the rules for arc stud welding in EN ISO 14555 further references for arc stud welding in practical use. Beside rules and references for welding preparation, execution and controlling of arc stud welding, DVS 0904 gives further information on tightening and tensile testing of the installed studs. The given tightening torque and bolt force values for different stud diameters and materials are based on assumptions for coefficients of friction, which were not determined by tightening tests. In the frame of the revision of DVS 0904 these assumptions should be checked. For this reason tightening tests were performed at the Institute for Metal and Lightweight Structures of University of Duisburg-Essen. The experimental investigations and their results are presented as background information for the revision of DVS 0904 within this contribution.