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Sprache Français
Stufe Grundschule
Erstellt / Aktualisiert 08.10.2015 / 21.10.2015
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SKizziere und nenne die Anlagenkomponenten zum
Gasschweißen

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j

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Warum wird die Autogentechnik immernoch eingesetzt?

hohe Flexibilität und Mobilität.

Eine Anlage zum autogenen Schweißen besteht aus nur wenigen Elementen und die benötigte Energie kann in Flaschen mitgeführt werden.

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Nenne die Werte folgender Eigenschaften der Brenngase in Verbindung mit Sauerstoff:

-Dichte
-Zündtemperatur
-Flammentemperatur mit O2
-Flammenleistung mit O2
-Flammengeschwindigkeit

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Welche Brenngase kommen bei der Autogentechnik in Frage?

Wie entsteht die Prozessenergie ?

Als Brenngase kommen C2H2,
Leuchtgas, H2, C3H8 und Erdgas in Frage, wobei C3H8 den größten Heizwert besitzt.
Die höchste Flammleistung als Produkt aus Heizwert und Zündgeschwindigkeit wird
jedoch mit C2H2 erzielt.

Prozessenergie wird in einer exothermen chemischen Reaktion zwischen
Sauerstoff und einem brennbaren Gas gewonnen

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Skizziere einen Acetylen-Entwickler und beschreibe dessen Reaktionsgleichung

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Reaktionsgleichung:

CaC2 + 2 H20 => C2H2 +Ca(OH)2

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Wie wird C2H2 in Acetylenentwicklern gewonnen?

Und wie entsteht das Karbid?

durch die exotherme Umsetzung von
Kalziumkarbid mit Wasser

durch die Reaktion von Kalk
mit Kohle im Lichtbogenofen.

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Beschreiben Sie die Eigenschaften von Acetylen und wie dessen Speicherung wirtschaftlich optimiert werden kann!

C2H2 neigt bereits bei einem Druck von 0,2 MPa zum Zerfall. Wirtschaftliche Mengen
lassen sich dennoch speichern, wenn C2H2 in Aceton gelöst wird (1 l Aceton löst ca.
24 l C2H2 bei 0,1 MPa). Aceton zerfällt bei mehr als 1,8 MPa, so dass bei einem
Fülldruck von 1,5 MPa in einer Normalflasche (40 l) 6 m³ C2H2 gespeichert werden
können. Zum Gasaustausch (Speicherung und Entnahme bis 700 l/h) ist eine große
Oberfläche notwendig, weshalb die Gasflaschen mit einer porösen Masse (Kieselgur)
gefüllt sind. Der Gasverbrauch beim Schweißen kann aus der Gewichtsreduktion der
Gasflasche errechnet werden.

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Wie wird Sauerstoff gewonnen? Skizziere und beschrifte diesen Aufbau

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Sauerstoff wird durch fraktionierte Destillation von flüssiger Luft gewonnen und in
Flaschen mit einem Fülldruck von bis zu 20 MPa (200 bar) gespeichert. Bei großem
Sauerstoffverbrauch ist eine Lagerung in flüssiger Form und Kaltvergasung
wirtschaftlicher.

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Skizziere den Aufbau und benenne die Komponenten zur Speicherung von Sauerstoff!
Nenne die Eigenschaften

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Die Normalflasche (40 l) enthält bei einem Fülldruck von 15 MPa 6 m³ O2 (in
drucklosem Zustand). Außerdem sind Flaschen mit 10 und 20 l Inhalt (15 MPa) sowie
50 l bei 20 MPa gebräuchlich. Der Gasverbrauch lässt sich aus der Druckdifferenz mit
Hilfe der allgemeinen Gasgleichung ermitteln.

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Nenne die Gasflaschen-Kennzeichnung
nach DIN EN 1089

 

Warum Farbliche Kennzeichnung?

Welche Ventilarten gibt es?

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Um Verwechslungen auszuschließen sind die Gasflaschen farblich gekennzeichnet.
Das Bild zeigt eine Übersicht über die alte und die nach DIN EN 1089 gültige
Farbcodierung. Auch die Flaschenventile sind unterschiedlich ausgeführt. Bei
Sauerstoffflaschen erfolgt der Anschluss mittels Überwurfmutter mit Rechtsgewinde.
Acetylen-Flaschenventile verfügen über einen Bügelanschluss. Die Flaschenventile
für sonstige Brenngase sind mit einem Linksgewindeanschluss mit Umlaufkerbe
versehen.

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Beschreibe und skizziere einen einstufigen Druckminderer

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Druckminderer reduzieren den Flaschendruck auf den gewünsch-ten Arbeitsdruck.
Bei geringem Flaschendruck (z.B. Acetylen-flasche) und geringen
Druckschwankungen werden einstufige, bei hohen Flaschendrücken in der Regel
zweistufige Druckminderer eingesetzt. Mit der Einstellschraube wird jeweils der
gewünschte Druck eingestellt. Steigt der Druck auf der Niederdruckseite an, schließt
sich das Drosselventil infolge der erhöhten Druckkräfte auf die Membran wieder.

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Beschreibe, Skizziere und Beschrifte den Aufbau des Schweißbrenners (Injektorbrenner)

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Der Injektorbrenner besteht aus Griffstück mit Ventilen und Schweißeinsatz mit
Schweißdüse. Zum Verschweißen unter-schiedlicher Blechdicken kann durch die
Auswahl geeigneter Schweißeinsätze die Flammleistung angepasst werden.

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Skizziere, beschreibe und beschrifte den Injektorbereich des Schweißbrenners

Wodurch Sicherheit gegen Flammrückschlag gewährleistet?

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Durch die besondere Ausformung des Injektorbereichs ist eine größtmögliche
Sicherheit gegen Flammrückschlag gewährleistet. Der mit hoher
Strömungsgeschwindigkeit austreten-de O2 erzeugt in der Brenngasleitung einen
Unterdruck, so dass C2H2 angesaugt und mitgerissen wird. C2H2 kann daher mit sehr
geringem Druck von 0,02 bis 0,05 MPa gegenüber O2 (0,2 bis 0,3 MPa) angeboten
werden.

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Skizziere die Temperaturverteilung in der Schweißflamme

Welche Zonen der chemischen Reaktionen können unterschieden werden? Nenne die Teil und Gesamtreaktion

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Bei neutral eingestellter Flamme können 3 Zonen einer chemischen Reaktion unterschieden werden:

0. dunkler Kern:
austretendes Gasgemisch

1. heller Flammkegel:
Acetylenzersetzung: C2H2> 2C + H2

2. Schweißzone
1.Verbrennungsstufe: 2C + H2 + O2 (Flasche) -> 2CO + H2

3. Beiflamme:
2. Verbrennungsstufe: 4CO + 2H2 +3O2 (Luft) -> 4CO2 + 2H2O

Vollständige Reaktion:
2C2H2 + 5O2 -> 4CO2 + 2H2O

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Beschreibe die Schweißflamme in Abhängigkeit
vom Mischungsverhältnis? Welche Eigenschaften haben die einstellbaren Flammen?

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Durch Änderung des Mischungsverhältnisses von Volumenteilen O2:C2H2 kann das Schweißbad gezielt beeinflusst werden. Bei neutraler Flamme entspricht das Mischungsverhältnis O2:C2H2 = 1:1. Eine Sauerstoffüberschussflamme kann infolge höherer Flammtemperatur ein schnelleres Schweißen von Stahl ermöglichen, es besteht jedoch die Gefahr des Verbrennens (Brennschneiden).
Einsatzbereich: Messing

Eine Acetylenüberschussflamme verursacht ein Aufkohlen von Stahlwerkstoffen.
Einsatzbereich: Gusseisen

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BEschreibe die Abhängigkeit der Schweißflamme von der Anströmgeschwindigkeit?

Warum macht man diese Einstellung? Welche Arten von Flammen werden unterschieden und wofür werden diese eingesetzt?

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Durch Änderung der Ausströmgeschwindigkeit des Gasgemisches kann die
Flamme dem Wärmebedarf der Schweißaufgabe angepasst werden,

z.B. beim Schweißen von 2 bis 4 mm dicken Blechen mit dem Schweißeinsatz Größe 3: "2 bis 4
mm".

Die Ausströmgeschwindigkeit des Gasgemisches beträgt bei mittlerer bzw. normaler Flamme 100 bis 130 m/s - im Beispiel für das 3 mm Blech. Bei weicher Flamme ist die Gasaustritts-geschwindigkeit geringer (80 bis 100 m/s) für das 2 mm Blech, bei harter Flamme höher (130 bis 160 m/s) für das 4 mm Blech.

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Beschreibe das Nachlinksschweißen?

Bei welcher Blechdicke wird es angewendet?

Wie bewegen sich die beteiligten Komponenten?

In welcher Reihenfolge sind sie angeordnet?

Welche Vor und Nachteile hat das Verfahren?

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Nachlinksschweißen wird bis 3mm
Blechdicke angewendet.

Der Schweißstab taucht von Zeit zu Zeit in das Schmelzbad, bleibt aber sonst
ruhig. Der Brenner pendelt ein wenig.

Vorteil: Bei dünnen Blechen leicht zu handhaben.

Reihenfolge: Schweißstab<-Flamme<- Schweißraupe

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Beschreibe das Nachrechtsschweißen?

Bei welcher Blechdicke wird es angewendet?

Wie bewegen sich die beteiligten Komponenten?

In welcher Reihenfolge sind sie angeordnet?

Welche Vor und Nachteile hat das Verfahren?

Lizenzierung: Keine Angabe

Nachrechtsschweißen wird über 3mm
Blechdicke angewendet. Der Draht
kreist, der Brenner bleibt ruhig.

Vorteile:
- Schweißbad und Schweißöse sind gut
zu überblicken
- gute Durchschweißung
- Bad und abschmelzender Schweißstab
sind ständig durch die Flamme vor der
Luft geschützt
- schmalere Schweißraupe
- geringerer Gasverbrauch

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Beschreiben SIe die beiden Verfahren "Nachlinks" und "Nachrechtsschweißen"

Je nach Blechdicke werden die Arbeitstechniken „Nachlinksschweißen“ und
„Nachrechtsschweißen“ angewandt. Maßgebend sind für die Bezeichnung der
Arbeitsart die Reihenfolge von Flamme und Schweißstab und die Führung von
Flamme und Schweißstab. Die Schweißrichtung ist an sich ohne Bedeutung.
Beim Nachlinksschweißen ist die Flamme auf die offene Fuge gerichtet und "benetzt"
das Schmelzbad; die Wärmezufuhr zum Schmelzbad kann durch geringe
Brennerbewegung gut kontrolliert werden (s =< 3 mm).
Beim Nachrechtsschweißen ist die Flamme auf das Schmelzbad gerichtet; es bildet
sich eine Schweißöse (s >= 3 mm).

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Nennen und Zeichnen Sie die verschiedenen Fugenformen zum Gasschweißen samt Symbol

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Bei welchen Schweißstoffen sind Blechdicken von ca. 1,5 mm ohne Zusatzwerkstoff verschweißbar

Bördel- und I-Nähte bis zu einer Blechdicke von ca. 1,5 mm ohne
Schweißzusatzwerkstoff verschweißt werden können, während dies bei allen anderen
Blechdicken und Nahtformen nicht möglich ist.

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Was sind die Zwei wesentliche Größen zur Beurteilung von Kehlnähten.

Skizziere und beschreibe diese

Lizenzierung: Keine Angabe

a-Maß: Höhe des größten gleichschenkligen Dreiecks, das
sich in die Schnittdarstellung eintragen lässt

z-Maß: Schenkel des größten gleichschenkligen Dreiecks,
das sich in die Schnittdarstellung eintragen läss

 

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Benenne und skizziere die verschiedenen Schweißpositionen.

Welche können bei der autogentechnik angewendet werden?

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Stumpfnähte in
Wannenposition
Kehlnähte in
Wannenposition
Kehlnähte in
Horizontalposition
Kehlnähte und Stumpfnähte
In senkrechter Lage
(Steigposition), (Fallposition)
waagerecht an
senkrechter Wand
(Querposition)
Überkopfposition HorizontalÜberkopfposition

 

Autogentechnik: ALLE (Durch die gezielte Wärmeeinbringung mit den unterschiedlichen Schweißtechniken)

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Welches ist das flexibelsten Schweißverfahren bezgl. der vewendbaren Positionen?
 

Das Gasschmelzschweißen kann  in jeder
Schweißposition eingesetzt werden.

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Einteilung der Schweißpositionen nach DIN EN ISO 6947

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Was ist zur Sicherheit bei Schweiß- und Schneidarbeiten
In Behältern und engen Räumen zu beachten?

Gefahren durch Gase, Rauche, Dämpfe, explosive Gemische, elektrischen Strom

Schutzmaßnahmen:
5. Bei Arbeitsunterbrechungen Geräte aus dem Behälter
4. Beleuchtung und elektrische Maschinen max. 42 Volt
3. Zweiter Mann als Sicherheitsposten
2. Absaugung, Be- und Entlüftung
1. Fordern eines Erlaubnisscheines zum Befahren (s. Beispiel)

 

In Behältern und engen Räumen muss der Schweißer (und andere Anwesende!)
gegen die Schweißwärme, die beim Schweißen entstehenden Gase und
Sauerstoffmangel (1,5 Vol.% O2 pro Vol.% C2H2 werden der Umgebungsluft
entnommen!) geschützt werden. Ungeeignet ist die Zufuhr von reinem Sauerstoff
(Explosionsgefahr!).
 

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Was ist Flammrichten?

Eine Sonderform der Autogentechnik ist das Flammrichten, wobei durch gezielte
örtliche Erwärmung Werkstücke gerichtet werden können. Das Flammrichten erfordert
sehr viel Erfahrung.
Das Grundprinzip des Flammrichtens beruht auf einer örtlichen Erwärmung in
Verbindung mit einer Dehnungsbehinderung. Dieser Vorgang bewirkt ein Aufstauchen
der erwärmten Zone. Beim Abkühlen entstehen in der gestauchten Zone
Schrumpfkräfte, die zu der gewünschten Formänderung führen.