การตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อม (EN)

รอยเชื่อมมุม (Fillet welds) ได้รับการตรวจสอบตามมาตรฐาน EN 1993-1-8 กำลังของรอยเชื่อมชนถือว่าเท่ากับโลหะฐาน (base metal) และไม่มีการตรวจสอบ

รอยเชื่อมมุม

ค่าการออกแบบความต้านทาน

การกระจายพลาสติก (plastic redistribution) ในรอยเชื่อมถูกใช้เพื่อหลีกเลี่ยงจุดวิกฤตของความเค้น (stress singularities) ในชิ้นส่วนรอยเชื่อมโดยอัตโนมัติ เพื่อกระจายความเค้นต่อไปตามความยาวของรอยเชื่อม กำลังของรอยเชื่อมมีค่าใกล้เคียงกับการคำนวณด้วยมือ และความเค้นมีการกระจายอย่างถูกต้องสำหรับปัญหาที่ซับซ้อน เช่น การเชื่อมเข้ากับปีก (flange) ที่ไม่มีการเสริมความแข็ง (EN 1993-1-8 – ข้อ 4.10) ความเค้นในหน้าตัดคอรอยเชื่อม (throat section) ของรอยเชื่อมมุมถูกกำหนดตาม EN 1993-1-8 ข้อ 4.5.3 ความเค้นคำนวณจากความเค้นในชิ้นส่วนรอยเชื่อม โมเมนต์ดัดรอบแกนตามยาวของรอยเชื่อมไม่ถูกนำมาพิจารณา

$$\sigma_{w,Ed}=\sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \left ( \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 \right )}$$

$$\sigma_{w,Rd} = \frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}$$

อัตราการใช้งานของรอยเชื่อม

$$U_t = \max \left\{ \frac{\sigma_{{w,Ed}}}{\sigma_{w,Rd}}, \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 f_u / {\gamma_{M2}}} \right\}$$

โดยที่:

• σ_w,Ed – ความเค้นสมมูลในรอยเชื่อม
• σ_w,Rd – ความต้านทานของรอยเชื่อม
• β_w – ตัวประกอบสหสัมพันธ์ (correlation factor) (EN 1993-1-8 – ตาราง 4.1)
• f_u – กำลังประลัย (ultimate strength) เลือกจากค่าที่น้อยกว่าของวัสดุฐานทั้งสองที่เชื่อมต่อ หรือตามวัสดุที่ผู้ใช้เลือก
• γ_M2 – ตัวประกอบความปลอดภัย (EN 1993-1-8 – ตาราง 2.1; แก้ไขได้ใน Code setup)
• σ_┴, τ_┴, τ_‖ – ความเค้นในรอยเชื่อมตามรูปด้านล่าง:

ค่าทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการตรวจสอบจะแสดงในตาราง Ut คืออัตราการใช้งานของชิ้นส่วนที่รับความเค้นสูงสุด เนื่องจากมีการใช้การกระจายพลาสติกของความเค้นในรอยเชื่อม ค่านี้จึงเป็นอัตราการใช้งานที่เป็นตัวชี้ขาด Utc ให้ข้อมูลเกี่ยวกับอัตราการใช้งานตลอดความยาวของรอยเชื่อม เป็นอัตราส่วนของความเค้นจริงที่ชิ้นส่วนทั้งหมดของรอยเชื่อมต่อความต้านทานความเค้นที่ออกแบบไว้ตลอดความยาวทั้งหมดของรอยเชื่อม

แผนภาพความเค้นสมมูลในรอยเชื่อมแสดงความเค้นดังต่อไปนี้:

$$\sigma = \max \left \{ \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 \beta_w}, \, \sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \tau_{\perp}^2 + 3 \tau_{\parallel}^2}  \right \}$$

รอยเชื่อมชน

รอยเชื่อมสามารถระบุเป็นรอยเชื่อมชนได้ การเชื่อมทะลุตลอดหน้าตัด (Complete joint penetration) ถือว่าเกิดขึ้นสำหรับรอยเชื่อมชน ดังนั้นรอยเชื่อมประเภทนี้จึงไม่มีการตรวจสอบ

รายละเอียดการก่อสร้าง (Detailing)

ความหนาต่ำสุดของแผ่นเหล็กสำหรับการเชื่อมต่อแบบเชื่อมจะถูกตรวจสอบตาม EN 1993-1-8 – 4.1(1):

• สำหรับหน้าตัดเหล็กกลวง (hollow steel section) ความหนาของแผ่นควรมีอย่างน้อย 2.5 มม.
• สำหรับแผ่นอื่นๆ ความหนาของแผ่นควรมีอย่างน้อย 4 มม.

ความหนาคอรอยเชื่อม (weld throat thickness) สูงสุดของรอยเชื่อมมุมจะถูกตรวจสอบสำหรับแผ่นที่ขนานกัน หากรอยเชื่อมดังกล่าวไม่สามารถทำได้เนื่องจากข้อจำกัดทางเรขาคณิต ระบบจะแสดงข้อผิดพลาด

ความหนาคอรอยเชื่อมต่ำสุดของรอยเชื่อมมุมควรมีอย่างน้อย 3 มม. ตาม EN 1993-1-8 – 4.5.2(2) ระบบจะแสดงข้อผิดพลาดเมื่อไม่เป็นไปตามข้อกำหนดนี้

ระบบจะแสดงคำเตือนเมื่อความหนาคอรอยเชื่อมมากกว่าข้อกำหนดใน DIN EN 1993-1-8 – NA to 4.5.2:

$$a \le \sqrt{t_{max}}-0.5$$

โดยที่:

• $a$ – ความหนาคอรอยเชื่อม
• $t_{max}$ – ความหนาของแผ่นที่เชื่อมต่อที่หนากว่า 
• หน่วยต้องเป็น [มม.]

ระบบจะแสดงข้อมูลเมื่อความหนาคอรอยเชื่อมน้อยกว่าข้อกำหนดสำหรับความเหนียว (ductility) ขั้นต่ำของจุดต่อแบบเชื่อมใน FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4) ข้อกำหนดนี้ถูกตรวจสอบสำหรับรอยเชื่อมมุมแบบสองด้านโดย:

$$a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot \min \left \{1.0, 1.1\frac{f_y}{f_u} \right \}$$

โดยที่:

• $a$ – ความหนาคอรอยเชื่อม
• $t$ – ความหนาของแผ่นที่เชื่อมต่อโดยขอบ
• $\beta_w$ – ตัวประกอบสหสัมพันธ์ของรอยเชื่อม 
• $\gamma_{M2}$ – ตัวประกอบความปลอดภัยสำหรับสลักเกลียวและรอยเชื่อม; แก้ไขได้ใน Code setup
• $f_y$ – กำลังจุดครากของแผ่น (plate yield strength)
• $f_u$ – กำลังประลัยของรอยเชื่อม
• $\gamma_{M0}$ – ตัวประกอบความปลอดภัยสำหรับแผ่น; แก้ไขได้ใน Code setup

ความหนาคอรอยเชื่อมสำหรับรอยเชื่อมมุมแบบด้านเดียวมีค่ามากกว่าสองเท่าของรอยเชื่อมมุมแบบสองด้าน