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M. B.
Diese Lernkarten bieten eine umfassende Einführung in das Lichtbogenhandschweißen und richtet sich an Grundschüler. Sie behandeln die Eigenschaften und Verwendung von Stabelektroden, die Auswirkungen von Schweißstromstärke und -spannung sowie die verschiedenen Umhüllungstypen und ihre Einsatzbereiche. Die Karteikarten erläutern auch die Normen nach ISO 2560 und die Bedeutung der Blaswirkung und Lichtbogenablenkung. Ideal für angehende Schweißer und Techniker, die die Grundlagen des Lichtbogenhandschweißens verstehen und anwenden möchten.
Karten
33
Lernende
1
Sprache
Deutsch
Kategorie
BWL
Stufe
Grundschule
Erstellt / Aktualisiert
21.10.2015 / 22.10.2015

Lernkarten

Wodurch zeichnet sich das Lichtbogen hadnschweißen aus
vor nachteile?

erste Lichtbogenschweißverfahren, das entwickelt wurde.

einfacher Aufbau (der u. a. eine flexible Nutzung auf Baustellen erlaubt.)

schwer zu automatisieren.

Beschreiben und skizzieren sie den prinzipiellen anlagenaufbau des Lichtbogenhadschweißens

Beschreibe dessen eigenschaften

Polung und Stromart richten
sich nach den verwendeten Elektrodentypen. Es kommen alle bekannten
Stromquellenarten mit fallender Kennlinie
zum Einsatz.

Beschreibe die Funktionsweise des "Lichtbogenhandschweißens"

Während des Schweißprozesses schmilzt die Stabelektrode ab und bildet mit dem
aufgeschmolzenen Grundmaterial das Schmelzbad.
Die Elektrode besteht aus einem metallischen Kernstab mit einer mineralischen
Umhüllung. Zwischen der Elektrode und dem Werkstück brennt der
Schweißlichtbogen, der Kernstab und Umhüllung abschmilzt. Tröpfchen des flüssigen
Kernstabes und aufgeschmolzener Grundwerkstoff vermischen sich zum Schweißgut,
während die abgeschmolzene Umhüllung eine Schlacke bildet, die wegen ihrer
geringeren Dichte auf dem Schmelzbad erstarrt. Im Lichtbogen entstehende Gase und
die Schlackeschicht schützen den übergehenden Werkstoff und das Schmelzbad vor
den schädlichen Einflüssen der Umgebungsatmosphäre

SKizziere den Aufbau des Lichtbogenhandschweißens und dessen Schweißprozesszone

a

Aufgaben der Elektrodenumhüllung beim LBHS

1. Leitfähigkeit der Lichtbogenstrecke verbessern durch
a) Erleichtern des Zündens
b) Erhöhung der Lichtbogenstabilität

2. Bilden einer Schlacke, welche
a) die Tropfengröße beeinflusst
b) den übergehenden Tropfen und das geschmolzene
Schweißgut vor den Einflüssen der Luft schützt
c) die erstarrende Raupe formt

3. Bilden einer Schutzgasatmosphäre
a) aus organischen Stoffen
b) aus Karbonaten (z.B. CaCO3)

4. Desoxidieren und ggf. auflegieren

5. Verwendung als Zusatzwerkstoff durch Einbringen von Metallpulver (Mehrausbringungselektrode)

Einfluss der Umhüllungsbestandteile
auf die Schweißeigenschaften

Einfluss der Umhüllungsbestandteile
auf die Schweißeigenschaften

Woraus besteht Stabelektrodenumhüllung

Die Stabelektrodenumhüllung besteht aus einer Vielzahl hauptsächlich mineralischer
Bestandteile.

Wie werden Stabelektroden gefertigt?

Bei der Stabelektrodenfertigung werden die gemahlenen, gesiebten und gemischten
Umhüllungsrohstoffe und der auf Fertigmaß gezogene und geschnittene Kerndraht
zusammengeführt.

In der Pressabteilung werden die Kerndrähte in automatischen Elektrodenpressen
mit der mit Bindemitteln versehenen Umhüllungsmasse umgeben. Die fehlerfreien
Elektroden durchlaufen einen Trockenofen und werden nach einer Endkontrolle
automatisch verpackt.

WIe wird Stabelektr. hergestellt?

Aufbringen der feuchten Pressmasse auf den Kernstab in der Elektrodenpresse durchgeführt

Eigenschaften verschiedener
Umhüllungstypen von SE

Eigenschaften verschiedener
Umhüllungstypen von SE

Wonach werden Stabelektroden (SE) eingeteilt?

Stabelektroden werden nach ihren Umhüllungszusammensetzungen in vier
verschiedene Typklassen eingeteilt.
Diese Typen unterscheiden sich wesentlich in der Abschmelzcharakteristik und in den erzielbaren Schweißgutzähigkeiten.
Zusätzlich werden Mischtypen unterschieden, die mit dem Rutiltyp gemischt sind.

Was bestimmt die Einsatzbereiche der Umhüllungstypen von SE?

Aus dem Abschmelzverhalten der verschiedenen
Umhüllungstypen und den
Eigenschaften der Schlacke ergeben
sich die weiteren Eigenschaften; wodurch die
Einsatzbereiche
der Umhüllungstypen bestimmt werden.

Wassergehalt der Umhüllung nach Auslagern und Rücktrocknen

WOdurch steigt dieser?
Wozu führt das?

Was dagegen tun?

Welche Umhüllungstypen besonders gefährdet? Welche Parameter?Skizze was es bewirkt
 

Je nach Elektrodenumhüllung kann die Wasseraufnahme im Laufe der Lagerung
einer Stabelektrode sehr stark differieren.

Feuchtigkeit beim anschließenden Verschweißen aufgenommen

in vielen Fällen zu einem erhöhten Wasserstoffgehalt im Schweißgut und damit zur Gefahr der Bildung von Kaltrissen.

Rücktrockenen!!

Besonders Stabelektroden mit basischer, rutiloder zellulosehaltiger Umhüllung sind
vor dem Verschweißen rückzutrocknen, um den Wassergehalt der Umhüllung zum
Zeitpunkt des Verschweißens unterhalb der zulässigen Werte zu halten und somit
wasserstoffinduzierte Risse zu vermeiden. Rücktrocknungstemperatur und dauer
richten sich nach den Angaben der Hersteller. Das Rücktrocknen erfolgt in speziellen
Öfen, die Elektroden werden bei feuchter Umgebung erst direkt vor dem Schweißen
aus elektrisch beheizten Warmhalteköchern entnommen.

Was bestimmt Die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit der Schlacke?

 

Wann welcher Typ bevorzugt eingesetzt und warum?Graph skizzieren!

Die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit der Schlacke bestimmt
das Wiederzündverhalten einer Stabelektrode.

Bei rutilumhüllten Stabelektroden liegt die elektrische Leitfähigkeit auch bei Raumtemperatur oberhalb der zum Wiederzünden erforderlichen Schwelle. Diese werden daher bevorzugt für
Heftschweißungen mit häufigem Wiederzünden eingesetzt.

Wie bezeichnet man eine Stabelektrode nach ISO 2560-A

Welche einteilungen sind möglich?

a

Welche Kennbuchstaben für Schweißverfahren?

Kennbuchstabe für das
E Lichtbogenhandschweißen 
E Elektrodenhandschweißen
G MetallSchutzgasschweißen
T Fülldrahtelektrodenschweißen
W WolframInertgasschweißen
S Unterpulverschweißen

Beschreiben sie die Kennzahlen für Streckgrenze,
Zugfestigkeit und Dehnung nach ISO 2560-A

Die folgende Kennzahl gibt Aufschluss über Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnung
des Schweißgutes, wobei das 10fache der Kennzahl die Mindeststreckgrenze in
MPa ergibt.

Beschreiben sie die Kennziffer für Kerbschlagarbeit, ISO 2560-A

Die Kennziffern für die Mindestkerbschlagarbeit von 47 J, eine Kenngröße für die
Zähigkeit des Schweißgutes, sind aufgeführt

Beschreiben sie die Legierungssymbole für Schweißgut
Mindeststreckgrenze bis 500 N/mm2, ISO 2560-A und nennen sie deren Einteilungen

Die chemische Zusammensetzung des Schweißgutes wird durch das
Legierungssymbol aufgeschlüsselt.

Was beschreibt der Kennbuchstabe für die
Elektrodenumhüllung, ISO 2560-A

nennen sie dessen einteilungen

Neben dem Umhüllungstyp charakterisiert auch die Umhüllungsdicke die
Eigenschaften einer Stabelektrode. Beide Angaben sind durch den Kennbuchstaben
für die Elektrodenumhüllung festgelegt.

Nennen sie die EInteilng für das Zusätzliche Kennzeichen
für Ausbringung und Stromart, ISO 2560-A

a

Nenne die Kennziffer welche die Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen
Schweißpositionen festlegt:

1 alle
Positionen
2 alle
Positionen, außer Fallposition
3 Stumpfnaht/
Wannenpos., Kehlnaht/Wannen,
Horizontal,
Steigpos.
4 Stumpf,
Kehlnaht/Wannenpos.
5 wie
3; und für Fallpos. empfohlen
Die letzte Angabe der Euronormbezeichnung legt den maximalen Wasserstoffgehalt
des Schweißgutes in cm3 pro 100g Schweißgut fest.

Wie wird eine Stabelektrode nach ISO 2560-B bezeichnet und was bedeutet "B"

In der DIN EN ISO 2560 Teil B erfolgt die Einteilung der Stabelektroden nach
Zugfestigkeit und Kerbschlagarbeit von 27 J.
Auch hier steht an der ersten Stelle der Kennbuchstabe für das
Lichtbogenhandschweißen (E).

 

Was fällt bei der DIN EN
ISO 2560 Teil B Im Vergleich mit der DIN EN ISO 2560 Teil A auf?

dass es keine Kennziffern für die Mindestkerbschlagarbeit gibt. Anhand der vollständigen Bezeichnung nach  werden die Anforderungen an die mechanische Prüfung definiert. Hier
wird auch die Temperatur für die Mindestkerbschlagarbeit von 27 J angegeben.

WIe verhält sich Die Dicke des zu schweißenden Werkstückes zur Schweißstromstärke und
den Kernstabdurchmesser der Stabelektrode?

Die Dicke des zu schweißenden Werkstückes bestimmt die Schweißstromstärke und
den Kernstabdurchmesser der Stabelektrode. Jedem Durchmesser sind feste
Stabelektrodenlängen zugeordnet.

Mit welchen Stromkennlinien wird beim Lichtbogenhandschweißen gearbeitet? Warum?

Skizze des Graphen

Da beim Lichtbogenhandschweißen die Lichtbogenlänge
nicht immer konstant
gehalten werden kann, wird mit einer steil fallenden Stromquellenkennlinie
gearbeitet. Unterschiedliche Lichtbogenlängen führen somit nur zu geringfügig
veränderten Schweißstromstärken. Der Einbrand bleibt im Wesentlichen unverändert.

Nenne Stromquellen für das
Lichtbogenhandschweißen

Für das Wechselstromschweißen werden einfache Schweißtransformatoren
eingesetzt.

Beim Gleichstromschweißen
-Umformer (eignen sich besonders für den Baustelleneinsatz und sind bei Verwendung
eines Verbrennungsmotors netzunabhängig)
-Gleichrichter
-primär getaktete Transistorstromquellen (Inverter) zum Einsatz (zeichnen sich durch eine geringe Baugröße und durch ihr geringes Gewicht aus, erfordern jedoch einen erhöhten elektronischen Bauaufwand)

Wie verhält sich die Mittlere Schweißstromstärken und
-spannungen für verschiedene Stabelektrodendurchmesser und -typen?

a

Was ist die "Ausbringung" einer Stabelektrode?

Was beeinflusst sie u.a.?

Die Abschmelzleistung einer Stabelektrode richtet sich neben der verwendeten
Stromstärke nach der sogenannten "Ausbringung".
Diese beschreibt das Verhältnis der Masse des abgeschmolzenen
Schweißguts zur Masse des Kernstabes in Prozent.

Die Ausbringung kann durch metallische
Umhüllungsbestandteile bei Hochleistungselektroden Werte bis zu 220% erreichen.

Nenne Geeignete Werkstoffe für
das Lichtbogenhandschweißen welche eher ungeeignet?

Stahl:
allgemeine Baustähle
Schiffbaustähle
Feinkornbaustähle
Kesselbleche
warmfeste / hochwarmfeste Stähle
zunderbeständige Stähle
druckwasserstoffbeständige Stähle
austenitische Stähle
austenitisch-ferritische Stähle (Duplex)
verschleißfeste Stähle
Schnellarbeitsstähle
Stahlguss
Werkstoffkombinationen (Schwarz-Weiß-
Verbindungen)

Gusseisen:
Gusseisen mit lamellarem Graphit
Gusseisen mit Kugelgraphit

Nickel:
Reinnickel
Ni-Cu-Legierungen
Ni-Cr-Fe-Legierungen
Ni-Cr-Mo-Legierungen

In diesem Bild ist eine Übersicht über das, für das Lichtbogenhandschweißen
geeignete Werkstoffspektrum gegeben. Es umfasst die meisten metallischen
Werkstoffe aus der technischen Anwendung und erklärt die breite Anwendung des
Verfahrens in fast allen Bereichen.
Lichtbogenhandschweißungen an Kupferund
Aluminiumwerkstoffen sind prinzipiell
möglich, aber sehr schwer zu beherrschen. Andere Verfahren wie z.B. das WIGSchweißen
sind für diese Werkstoffe viel besser geeignet.

Was ist die Blaswirkung und wie entsteht diese? Folgen?

Beim Gleichstromschweißen kann es durch Konzentration der magnetischen
Kraftlinien zu einer Ablenkung des Lichtbogens (Blaswirkung) vom
werkstückseitigen Stromanschluss weg kommen. Auch der Materialübergang erfolgt
hier nicht an der vorgesehenen Stelle.

Was ist die "LIchtbogenablenkung"? wie entsteht diese und wie verhält sie sich?

Auch an magnetisierbaren Masseanhäufungen kann eine Lichtbogenablenkung
erfolgen, hier allerdings zur jeweiligen Masse hin.

Welche Abhilfemaßnahmen
gegen Blaswirkung gibt es? (Skizze)

 die magnetische Blaswirkung kann durch verschiedene Maßnahmen kompensiert bzw. vermieden werden.

-Neigen der Elektrode

-die Schweißfolge

-Eine ihr entgegen gesetzte Elektrodenrichtung bei kurz gehaltenem Lichtbogen sorgt für die korrekte Platzierung des Schweißguts.

-Zahlreiche kräftige Heftstellen schließen den magnetischen Fluss im Werkstück.

-Durch zusätzliche, entgegengesetzt platzierte Stahlmassen sowie ein geschicktes Versetzen des Stromanschlusses können sich verschiedene Ursachen für die Lichtbogenablenkung in ihrer Wirkung aufheben.

-Durch die schnelle Ummagnetisierung bei Verwendung von Wechselstrom wird der Einfluss
der Blaswirkung minimiert (durch Verwendung eines
Schweißtransformators
(Wechselstrom, nicht bei allen
Elektroden anwendbar))

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