FT1_01
Gas schweißen
Gas schweißen
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Flashcards
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)
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.
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).
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
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