Gießen und Fügen

1. 1. Zusammensetzen

   2. Füllen

   3. Anpressen, Einpressen

   4. Fügen durch Urformen

   5. Fügen durch Umformen

   6. Fügen durch Schweßen

   7. Fügen durch Löten

   8. Kleben

   9. Textiles Fügen

Formschlüssiges Fügen (ineinanderpassende Formen)

Passfederverbindungen, Keilwellenverbindungen, Stiftverbindungen, Bolzenverbindungen, Passschraubenverbindungen, Nietverbindungen

Grundlage: Hook´sche Gesetz

Kraftschlüssige Verbindungen (Reibungskräfte)

Schraubenverbindungen, Klemmverbindungen, Kegelverbindungen, Einscheibenkupplungen

Grundlage: Coulomb´sche Gesetz

Stoffschlüssiges Fügen (Kohäsions- und Adhäsionskräfte)

Schweiß-, Löt- und Klebeverbindungen

Schweißen ist das Vereinigen von Werkstoffen (Bauteilen) in der Schweißzohne unter Anwendung von Wärme und/oder Kraft ohne oder mit Schweißzusatz!

Gusswerkstoff (Knetwerkstoff)

• nach Art des Energieträgers (z.B. Gas, Strom)

• nach Art des Grundwerkstoffes (z.B. Metalle, Kunststoffe)

• nach dem Zweck des Schweißens (z.B. Verbindungsschweißen, Auftragschweißen)

• nach dem Ablauf des Schweißens (z.B. Schmelzschweißen, Preßschweißen)

• nach Art der Fertigung (z.B. Handschweißen, Automatisches Schweißen)

Plattieren: Korrusionsschutz

Panzern: Baggerzähne schützen

Puffern: z.B. Stahl und Kupfer können nicht ohne weiteres miteinander Verschweißt werden, da sie große Unterschiede in der Wärmeleitfähigkeit und Schmelzpunkt haben (Stichwort: Lotrissigkeit). Ein drittes Material (hier z.B. Nickel) kann hier als Puffer eingesätzt werden um den Übergang zu erleichtern.

• Handschweißen (manuelles Schweißen)

• Teilmechanisches Schweißen

• Vollmechanisches Schweißen

• Automatisches Schweißen

Bewegungs-/Arbeitsabläufe:

• Brenner-/Werkstückausführung

• Zusatzvorschub

• Werkstückhandhabung

Schweißer: mind. 1 Bewegungs-/Arbeitsablauf von Hand

Bediener: alle 3 Bewegungs-/Arbeitsabläufe mechanisch

Schutzgas verhindert den Sauerstoffkontakt mit dem Schweißgut.

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 Unter dem begriff Schmelzschweißen werden nach DIN 1910 Teil 2 (DIN ISO 857-1) die Prozesse zusammengefasst, bei denen das Schweißen bei örtlich begrenztem Schmelzfluß ohne Anwendung von Kraft mit oder ohne Schweißzusatz erfolgt.

Unter Pressschweißen versteht man nach DIN 1910 Teil 2 (DIN ISO 857-1) das Schweißen unter Anwendung von Kraft ohne oder mit Schweißzusatz; ein örtlich begrenztes Erwärmen ermöglicht oder erleichtert dabei das Schweißen.

• Gasschweißen (G-311)

• Aluminothermisches Schweißen (AS-71)

• Lichtbogenhandschweißen (E-111)

• Wolframschutzgasschweißen (WIG-141)

• Plasmaschweißen (WPL-51)

• Metallschutzgasschweißen (MIG-131, MAG-135/136)

• Unterpulverschweißen (RES-72)

• Stahlschweißen (EB-51, LA-52)   

Beim Gasschweißen, einem der ersten Schweißverfahren für Stahl, wir die Fügung durch Wärmeeinbringung mittels einer Brenngas-Sauerstoff-Flamme erreicht. Durch die örtliche Wärmeeinbringung mit dem Schweißbrenner wird der Grundwerkstoff angeschmolzen und kann durch Zugabe von Zusatzwerkstoffen (Gasschweißstäbe) verbunden werden. Die Hüllflamme schützt das flüssige Schweißbad vor schädlicher Lufteinwirkung, die zu Porenbildung und Verunreinigungen im Gefügeaufbau der Schweißnaht führen kann. Das Gasschweißen zeichnet sich durch geringe Anschaffungskosten der Geräte aus. Es ist insbesondere im Baustelenbetrieb gut einsätzbar, da die Energieversorgung durch Einzelflaschenbetrieb unproblematisch ist.

Die von der Wärmequelle getrennte Zusatzwerkstoffzuführung ermöglicht eine gute Modellierfähigkeit beim Schweißen, wodurch die Spaltüberbrückbarkeit beim Schweißen und das Schweißen in Zwangslagen begünstigt werden.

Autogenschweißanlagen sind auch zum Schneidbrennen geeignet.

Eine einfache Gasschweißanlage besteht aus zwei Stahlflaschen für Brenngas und Sauerstoff mit Druckminderen und Gebrauchsstelenvorlagen (Sicherheitsvorlagen zum Schutz gegen Gas und Flammenrückschlag) sowie aus Gasschläuchen und dem Schweißbrenner.

Für die vollkommene Verbrennung von 1 Volumenanteil Acetylen werden 2,5 Anteile Sauerstoff benötigt. Das Mischungsverhältnis liegt bei 1:1, so dass 1,5 Anteile der Atmosphäre entzogen werden (Frischluftzufuhr).

 Sauerstoff:           Sauerstoff wird aus der Atmosphäre durch Luftverflüssigung gewonnen. Er wird in Druckflaschen abgefüllt. Eine 50 Liter Stahlflasche enthält bei einem Fülldruck von 200 Bar.

                                V1 = (P2 x V2)/P1 = (200 Bar x 50 Liter)/1 Bar = 10.000 Liter

                               Kennfarbe Sauerstoff: Blau-Weiß

 Acetylen:              Eine 50 Literflasche enthält im gefüllten Zustand 10 Kg Acetylen. Bei einer Außentemperatur von 20°C beträgt der Flaschendruck 19 Bar. Sie enthält 10.000 Liter Acetylen.

                               Der Flaschendruck ist stark von der Temperatur abhängig.

                               Kennfarbe Acetylen: Kastanienbraun (bis 2006 gelb)

 Bestandteile in der Acetylenflasche:             9% freier Sicherheitsraum

29% Ausdehnung des Acetons durch Aufnahme des Acetylens

36% Acetonfüllung

26% poröse Masse

Die Autogenflamme entsteht beim Zünden des Gasgemisches aus Brenngas und Sauerstoff, das aus der Brenndüse ausströmt. Die Autogenflamme ist durch eine 2-stufige Verbrennung gekennzeichnet. Sie besteht aus dem Fammenkegel und der Streuflamme.

1. Stufe:                 unvollkommene Verbrennung C₂H₂ + O₂ 2CO + H₂ Arbeitszone, max. Temp. Von 3200°C, reduzierende Wirkung des Wasserstoffs bewirkt oxidfreie, metallisch saubere Nahtflanke bzw. Oxidfreies Schmelzbad

2. Stufe:                vollkommene Verbrennung erfolgt in der Streufamme 4CO + 2H₂ + 3O₂ 4CO₂ + 2H₂O

Da in der 2ten Stufe der Umgebungsluft laufend Sauerstoff entzogen wird, ist beim Schweißen in geschlossenen Räumen auf hinreichende Frischluftzufuhr zu achten. (Acetylen ist schwerer als Luft)

Flamme: Bild

 Acetylenüberschuss:          wirkt aufkohlend; Anwendung bei GG-Schweißungen sowie bei Hartauftragschweißen

Sauerstoffüberschuss:      führt zur Oxidation, beim Schweißen von Messing wichtig wegen Oxidhaut auf der Schmelze (keine Zinkausdampfung); verhindert Porenbildung

Neutrale Flamme:              das Verhältnis von C2H2 zu O2 liegt bei 1:1, Schweißen der Stähle, reduzierende Wirkung

Harte Flamme:        eine Flamme mit hoher Ausströmgeschwindigkeit und dadurch höherer Flammenleißtung

                                   V > 130 m/s

Weiche Flamme:    mit niedrigerer Ausströmgeschwindigkeit

                                   V < 130 m/s

Die Einstellungen werden immer an die Schweißaufgabe angepasst.

Schweißrichtung NL: bis ca. 2,5 … 3,0 mm Wanddicke

Schweißrichtung NL: ab ca. 2,5 … 3,0 mm Wanddicke

Die NL-Schweißung wird wegen der geringeren Wärmeeinbringung in das Werkstück für Blechdicken bis etwa 3 mm eingesetzt.

Die NR-Schweißung ergibt eine bessere Durchschweißung, besonders an Werkstücken mit über 3 mm Dicke und einen besseren Schutz des Schweißbades vor Luftzutritt.

Winkel?

V: gegenüber Witterungseinflüssen relativ unempfindlich

V: unabhängig vom Stromnetz

V: in allen Positionen einsetzbar

V: unterschiedliche Flammeneinstellungen (gute Anpassung an Schweißaufgabe)

N: geringe Abschmelzleistung

N: geringe Energiedichte (breite WEZ)

N: grobschuppiges Nahtaussehen

• Hausinstallation

• Kleinleitungen

• Reparaturarbeiten an GG

• Reparaturen im Dünnblechbereich

• Unlegierte und niedriglegierte Stähle

• Kupfer und Messing