Schweißverbindungen =sind als stoffschlüssige Verbindungen wegen der festen und dichten Vereinigung der Grundwerkstoffe unlösbare Verbindungen.

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1 Schweißen: Schweißverbindungen =sind als stoffschlüssige Verbindungen wegen der festen und dichten Vereinigung der Grundwerkstoffe unlösbare Verbindungen. Eigenschaften geschweißter Bauteile: Vorteile: Freie Gestaltung und einfache Ausführung Gewichtseinsparung Hochfeste und dichte Verbindung Nachteile: Gefügeveränderung in der Schweißzone Verzug und Schrumpfung am Bauteil Nicht alle Metalle sind zum Schweißen geeignet Schweißen von Metallen mit den jeweiligen Schweißverfahren: Schmelz-Schweißen: 1. Gasschmelzschweißen: =Autogenschweißen Flammentemperatur: 3200 C. Hie wird vorwiegend mit einer Acetylen-Sauerstoff-Flamme Rohrleitungen geschweißt. Werden aber auch zum Löten, Biegen, Richten, Härten, Brennschneiden und Flammspritzen eingesetzt. Aus Sicherheitsgründen darf der max. Betriebsdruck von 1,5 bar nicht überschreiten. Arbeitsregeln mit Acetylengas: - Wegen Ex-Gefahr darf an Armaturen und Leitungen der Kupfergehalt 65% nicht überschreiten. - Bei Flaschenbrand durch Flammenrückschlag sofort Flaschenventil schließen. Bei Erwärmung der Flasche sofortiges kühlen mit Wasser, solange bis normale Temperatur wieder erreicht ist. - Gasentnahme stehend oder Flaschenventil min 40 cm höher als Flaschenboden und maximale Entnahme pro Acetylenflasche 700 Liter pro Stunde, damit kein Aceton mit entweicht. Arbeitsregeln mit Sauerstoff: - Sauerstoffflaschen immer Öl und Fett freihalten. - Schützen vor Erwärmung, Frost und Umfallen. - Transport nur mit aufgeschraubter Schutzkappe. Teile am Druckminderer: Inhalts- u. Arbeitsmanometer, Sicherheitsventil, Absperrventil, Einstellschraube und Membran. Seite 1 von 9

2 Schweißtechniken: Nachlinksschweißen bis zu 3mm Blechdicke Nachrechtsschweißen ab 3mm Blechdicke Arbeitsregeln beim Gasschweißen: - Schutzbrille mit dunklen Gläsern tragen, Schutz vor Blendung und Schweißspritzern. - Schweißräume gut lüften - Angeschlossene Schweißbrenner nicht in Schubladen einschließen - Bei Lecksuche nur Seifenwasser oder Lecksuchsprays verwenden 2.Lichtbogenschweißen 2.1 Metall-Lichtbogenschweißen (E)-Temperatur 5000 C. Elektrische Energie einer Stromquelle wird in einem Lichtbogen in Wärme umgewandelt. Der Lichtbogen wird zwischen der Elektrode und dem Werkstück gezogen und gezündet. Schweißstromquellen haben die Aufgabe, den Netzstrom (hohe Spannung, niedrige Stromstärke)in einen Schweißstrom (niedrige Spannung, hohe Stromstärke) umzuwandeln. Leerlaufspannung der eingeschalteten Stromquelle ohne Belastung, ist aus Sicherheitsgründen begrenzt. Stabelektroden besteht aus Umhüllung und Kerndraht. Funktion der Umhüllung ist Lichtbogen stabilisieren, Schutz vor der Luft, schnelles Abkühlen verhindern. Lichtbogen entsteht, wenn die negativ gepolte Stabelektrode und das positiv gepolte Werkstück durch Berührung kurzgeschlossen werden. Blaswirkung ist, wenn die Elektrode senkrecht auf dem Werkstück steht und die Feldlinien des Magnetfeldes in der Krümmung zusammengedrängt und gegenüber aufgelockert sind. In diesen aufgelockerten Bereich wird der Lichtbogen abgelenkt(blaswirkung). Beim Lichtbogenhandschweißen muss die Lichtbogenlänge möglichst kurz gehalten werden. Sie sollte etwa dem Kerndrahtdurchmesser der Elektrode entsprechen. Arbeitsregeln beim Lichtbogenhandschweißen: - Schweißen nur mit vollständiger Bekleidung, wegen Strahlung des Lichtbogens und Schweißgutspritzer - Arbeitsstelle abschirmen, dass andere Personen durch die Strahlung nicht geschädigt werden. - Schweißen nur mit Schutzschild mit Seitenschutz - Entfernen der Schlacke erst nach dem erkalten. Seite 2 von 9

3 2.2 Schutzgasschweißen (SG) Beim Schutzgasschweißen unterscheidet man das Wolfram-Schutzgasschweißen (WSG) mit einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode und das Metall- Schutzgasschweißen (MSG) Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) Als Schutzgas werden die inerten Gase Argon und Helium oder ein Gemisch von beiden verwendet. Arbeitstechnik beim WIG-Schweißen: Beim WIG-Schweißen wird von rechts nach links geschweißt. Der Brenner wird 15 schräg zur Schweißrichtung und in einem Abstand von 2-3mm über das Werkstück geführt Plasmaschweißen (WP) Mit dem Mikroplasma-Schweißverfahren können Bleche mit 0,01mm Dicke geschweißt werden Metallschutzgasschweißen (MSG) Beim Metallschutzgasschweißen unterscheidet man das Metall-Inert-Gas (MIG)- Schweißen und das Metall-Aktiv-Gas (MAG)-Schweißen. MIG-Schweißen: reaktionsträge Schutzgas Argon und Helium, Schweißen von NE-Metallen, Al-Legierungen u. hochlegierte Stähle MAG-Schweißen: reaktionsfähige Gase CO 2 und Mischgase aus Argon u.co 2. Schweißen von unlegierten Stählen. Impulslichtbogenschweißen: Leichtmetallen, dünne Bleche, legierte Stähle, Zwangslagenschweißen Arbeitsregeln für das Schutzgasschweißen: - Beim Schweißen darf keine Zugluft vorhanden sein. - Beim WIG-Schweißen ist eine Berührung des Werkstückes o. des Schweißstabes mit der Wolframelektrode zu vermeiden. Seite 3 von 9

4 Pressschweißen 1.Widerstandspressschweißen - Punktschweißen (RP) - Buckelschweißen (RP) - Rollnahtschweißen (RR) - Abbrennstumpfschweißen (RA) - Reibschweißen (FR) Beim Wiederstandspressschweißen müssen die Maschinen-Einstelldaten STROM, ZEIT und DRUCK auf den Werkstoff und die Abmessungen der Schweißstelle abgestimmt sein. Auftragsschweißen Bei der Auftragung wird an den abgenützten Stellen Zusatzwerkstoff Aufgetragen, der dem Grundwerkstoff ähnlich ist. Bei der Panzerung werden Zusatzwerkstoffe verwendet, die das Werkstück an der gepanzerten Stelle vor Verschleiß und Korrosion schützt. Anwendungsgebiete der verschiedenen Schweißverfahren Schweißverf. KennNr. Anwendungsgebiete Schweißbare Werkstoffe G (autogen) 311 Rohrleitung, Installation Stähle E 111 Stahlbau, Baustellen Stähle WIG 141 Dünnere Bleche, Luft und Alle Metalle Raumfahrt, auch mechanisiert WP 15 Dicke Querschnitte ohne Fuge Stähle+Leichtmetalle MAG 135 Stahlbau, auch mechanisiert Stähle MIG 131 Dicke, u. sehr dünne Querschnitte Leg.Blech+Leichtmet. RP-RR Dünnere Bleche, Karosseriebau Alle Metalle UP 12 Dicke Querschnitte, mechanisiert Stähle FR 42 Symmetrische Querschnitte, maschinell Fast alle Metalle Prüfen von Schweißverbindungen Zerstörungsfreie Prüfung: Farbeindringverfahren, Magnetpulververfahren Ultraschallprüfung, Röntgen. Zerstörende Schweißnahtprüfung: bei geforderte mechanische Festigkeitswerten oder Gefügebestimmung. Seite 4 von 9

5 Fertigungsgrundlagen einer Schweißkonstruktion Schweißteilzeichnung: Nahtart, Nahtvorbereitung, Nahtlage, Nahtquerschnitt, Schweißverfahren, Zusatzwerkstoff, Nachbehandlung des Werkstückes, Prüfumfang. Schweißposition wird mit Kennbuchstaben angegeben. Schweißnahtarten: I-Naht, X-Naht, U-Naht, V-Naht, Ecknaht, Bördelnaht, Kehlnaht, Überlappnaht Bei umfangreichen Schweißkonstruktionen wird ein Schweißfolgeplan erstellt, indem die Nahtfolge und die Nahtrichtung festgelegt sind, dabei sind Schrumpfung, Spannung, Verwerfung und Verzug zu berücksichtigen. Seite 5 von 9

6 Fügen: Fügen ist die Verbindung von Werkstücken.Durch Fügen wird der Zusammenhalt der Werkstücke an der Fügestelle hergestellt oder vergrößert. Formschlüssige Verbindungen: Passfeder-, Keilwellen-, Stift-, Bolzen-, Passschrauben- und Nietverbindungen Kraftschlüssige Verbindungen: Die Reibungskraft wirkt immer der Bewegungsrichtung entgegen. Reibungszahl berücksichtigt Oberflächenbeschaffenheit, Werkstoffpaarung, Schmierzustand, Art der Reibung. Schrauben-, Klemm-, Kegelverbindungen und Einscheibenkupplung. Vorgespannt formschlüssige Verbindungen: Keil-, Stirnzahn- und Kegelverbindungen mit Scheibenfedern Stoffschlüssige Fügeverfahren: Schweiß-, Löt- und Klebeverbindungen Feste und Bewegliche Verbindungen / Lösbare und Unlösbare Verbindungen. Pressverbindungen Länspressen Querpressen Schrumpfen Dehnen (Erwärmen) (Abkühlen) Dehn-Schrumpfen Arbeitsregeln: Vorgeschriebene Anwärmtemperatur Gefügeänderung Gleichmäßige Erwärmung großer Teile Verzug Wärmeempfindlicher Teile (Dichtungen) Beschädigung Schnappverbindung: Schnappverbindungen entstehen durch elastisches Verformen eines der Fügeteile mit anschließendem lösbaren oder unlösbaren Verhaken. Hydraulisches Fügen: Druckölpressverband Pressöl Druckölfugen Seite 6 von 9

7 Kleben: Klebeverbindungen dienen: Verbindungen von Konstruktionsteilen Sichern von Schrauben Dichten von Fügeflächen Vorteile: Keine Gefügeveränderung Gleichmäßige Spannungsverteilung Viele Werkstoffkombinationen Dicht Verbindung Wenig Passarbeit erforderlich Nachteile: Große Fügeflächen nötig Geringe Dauerfestigkeit Geringe Warmfestigkeit Teilweise lange und komplizierte Aushärtung Grundlagen: Adhäsionskräfte Kräfte zwischen Werkstück und Kleber Kohäsionskräfte Kräfte im innern der Klebstoffschicht Klebstoffarten: Schmelzklebstoffe erstarren physikalisch durch Abkühlung Nassklebstoffe härten durch Verdunstung von Lösungsmitteln Reaktionsklebstoff chemische Reaktion, ein und zwei Komponentenkleber Fügeflächen müssen trocken sauber fettfrei und leicht aufgeraut sein. Dicke der Klebstoffschicht 0,1 0,3mm Beim Aushärten Teile gegen Verrutschen sichern Klebstoff im flüssigen Zustand nicht auf die Haut bringen Arbeitsräume gut lüften. Seite 7 von 9

8 Löten Durch Löten lassen sich gleiche o. verschiedenartige metallische Werkstoffe fest, dicht und leitfähig verbinden. Das Lot dringt in das Gefüge des Grundwerkstoffes, löst einen Teil davon und bildet eine Legierung, dieses nennt man eine Diffusion. Gute Benetzung: Wenn der Grundstoff mit dem Lot eine Legierung bildet. Wenn die Lötstelle metallisch rein ist. Wenn Werkstück und Lot genügend erwärmt sind. Der Lötspalt soll 0,05mm-0,2mm sein. (günstig) Die Lötfuge ist 0,3mm-0,5mm. (ungünstig) Als Kapillarwirkung bezeichnet man den Vorgang, wenn das Lot in den Lötspalt hineingezogen wird. Eutektische Legierungen(Sickerlot) besitzen einen Schmelzpunkt, andere Zusammensetzungen einen Schmelzbereich. Arbeitstemperatur ist, wenn das Lot benetzt, fließt und legiert. Lötverfahren nach Temperatur: Weichlöten unter 450 C. Hartlöten über 450 C. Hochtemperaturlöten über 900 C löten unter Vakuum o. Schutzgas. Lötverfahren nach Lotzuführung: Löten mit angesetztem Lot Werkstücke erwärmt, Lot aufbringen. Löten mit eingelegtem Lot Werkstück und Lot werden zusammen erwärmt Tauchlöten Werkstücke werden in einem Bad aus Lot erwärmt Lötverfahren nach den Energieträgern der Erwärmung: Gas Flammlöten, Ofenlöten Feste Körper Kolbenlöten, Blocklöten Flüssigkeiten Lotbadlöten, Tauchlöten Elektrischen Strom Widerstandslöten, Induktionslöten Seite 8 von 9

9 Lote: Weichlote für Schwermetalle, Beginn mit dem Kurzzeichen lt. Norm S. Hartlote für Schwermetalle sind Kupferlote, silberhaltige Hartlote und phosphorhaltige Hartlote. Flussmittel Flussmittel lösen Oxide und verhindern weitere Oxidation. Arbeitsregeln: Lötstelle gründlich reinigen und mit Flussmittelbestreichen. Nach dem Löten Flussmittelreste entfernen. Flussmittel nicht mit der Haut in Berührung kommen. Arbeitsplatz ausreichend lüften Seite 9 von 9