FT1_01

Gas schweißen

Gas schweißen


M. P.
Diese Lernkarten vermitteln technisches Grundlagenwissen zum Gasschmelzschweißen, Flammrichten und Autogentechnik mit Fokus auf Acetylen-Sauerstoff-Flammen, Brenngaseigenschaften, Flammeinstellungen, Schweißpositionen und Sicherheitsmaßnahmen. Praktische Aspekte wie Flammleistung, Schweißbadverhalten, Brenneraufbau und Gasflascheninhalte werden detailliert erläutert. Studierende und Praktiker der Metallverarbeitung profitieren von den fundierten Erklärungen zu Verfahren, Materialien und Gefahrenquellen für sichere und effiziente Anwendungen.
Karten
27
Lernende
12
Sprache
Deutsch
Kategorie
Technik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
13.05.2015 / 19.09.2026

Lernkarten

Anlagenkomponenten zum Gasschweißen

guckst du

Reaktionsgleichung zur Acetylen-Gewinnung:

\(CaC_2 + 2H_2O => C_2H_2 + Ca(OH)_2\)

Aufbewahrung von Acetylen

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. 

Formel zum Inhalt in Gasflaschen

Q = p*V

Q Sauerstoffmenge (L)

p Flaschendruck (bar)

V Rauminhalt der Flasche (L)

Aufbau einstufiger Druckminderer 

guckst du...

Aufbau des Schweißbrenners 

guckst du...

Injektorbereich des Schweißbrenners 

Durch die besondere Ausformung des Injektorbereichs ist eine größtmögliche Sicherheit gegen Flammrückschlag gewährleistet. Der mit hoher Strömungsgeschwindigkeit austretende 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. 

Temperaturverteilung in der Schweißflamme

guckst du...

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

0. dunkler Kern: austretendes Gasgemisch

1. heller Flammkegel: Acetylenzersetzung: \(C_2H_2 -> 2C + H_2\)

2. Schweißzone:
1.Verbrennungsstufe: \(2C + H_2 + O_2 (Flasche) -> 2CO + H_2\)

3. Beiflamme:
2. Verbrennungsstufe: \(4CO + 2H_2 +3O_2 (Luft) -> 4CO_2 + 2H_2O\)

Vollständige Reaktion:
\(2C_2H_2 + 5O_2 -> 4CO_2 + 2H_2O \)

Schweißflamme in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis 

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

Schweißflamme in Abhängigkeit von der Anströmgeschwindigkeit 

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. 

Nachlinksschweißen

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.

 

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).

Nachrechtsschweißen

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 

 

Beim Nachrechtsschweißen ist die Flamme auf das Schmelzbad gerichtet; es bildet sich eine Schweißöse (s => 3 mm). 

Fugenformen zum Gasschweißen 

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Kehlnähte:
Definition a-Maß und z-Maß nach ISO 2553 

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 lässt 

Schweißpositionen 

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Sicherheit bei Schweiß- und Schneidarbeiten In Behältern und engen Räumen 

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

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

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.

Autogentechnik – Verfahrensüberblick 

- Gasschweißen

- Flammrichten

- Brennschneiden

- Fugenhobeln

- Flammstrahlen

- Flammlöten

- Flammwärmen

- Flammspritzen

Vorteile des Gasschmelzschweißens 

Vorteile:

  • Trennung von Energie und Zusatzwerkstoff

  • leichte Einstellbarkeit der Flamme

  • gute Regulierung des Wärmeangebotes

  • gute Beobachtbarkeit des Schweißvorganges

  • wirksame Abschirmung des Schweißbades durch die Flamme vor der Luft

  • gute Spaltüberbrückbarkeit

  • gute Zugänglichkeit zur Schweißstelle, auch beim Schweißen in Zwangspositionen

  • erforderliche Energie kann leicht zur Verfügung gestellt werden

  • vielseitige Anwendungsmöglichkeiten

  • niedrige Investitionskosten

  • „alle“ Blechdicken schweißbar

  • geringe Anlagenkosten

  • gute Zugänglichkeit an beengten Schweißstellen

  • baustellengeeignet (flexibel, mobil)

Nachteile des Gasschmelzschweißens 

Nachteile:

- geringe Abschmelzleistung

- geringe Energiedichte

- breite Wärmeeinflusszone

- starker Verzug bei dünnwandigen Teilen

-  geringe Schweißgeschwindigkeit

- schlecht automatisierbar

- starke Kornvergröberung => geringe Zähigkeit

- optisch schlechte Nahtoberfläche 

Komponenten und Aufbau einer Sicherheitseinrichtung (Gebrauchsstellenvorlage) 

- Gasrücktrittventil

- Flammensperre

- Nachströmsperre

Aufbau Einzelflaschensicherung 

guckst du...

konstruktive Hinweise für Gasrücktrittssicherungen

Niemals Fett oder Öl in Verbindung mit Sauerstoff !!!!!!!!!!!!
Niemals Fittings aus Cu oder Messing mit Cu-Anteilen >70% an Acetylenleitungen verwenden !!! Das Acetylen reagiert mit Kupfer und bildet hochexplosive Kupferacetylid-Kristalle. 

Prinzipiell mögliche Brenngase

C2H2 (Höchste Flammleistung)

Leuchtgas

Erdgas

H2

C3H8 (größter Heizwert)

Formel zur Flammleistung

Flammleistung = Heizwert x Zündgeschwindigkeit

Acetylen-Herstellung mit Reaktionsgleichung

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

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