Uwes Schweißen
Schweißverfahren TU Dresden
Schweißverfahren TU Dresden
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 88 |
|---|---|
| Utilisateurs | 17 |
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Technique |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 22.06.2016 / 02.06.2025 |
| Lien de web |
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| Intégrer |
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Welche Lichtbögen werden beim Schutzgasschweißen verwendet und warum?
- Kurzlichtbogen
dünne Bleche und Zwangslagen, schweißen von Mischverbindungen(Alu,Stahl)
Vorteile: Kontrolle des Energieeintrages, Spritzarme/freie Prozesse
Nachteile: hoher Energieeintrag.
ColdArc: gleiche vorteile wie kurzlichtbogen, nur weniger Energieeintrag
- Langlichtbogen
• Hohe Abschmelzleistung
- Sprühlichtbogen
hohe Abschmelzrate
• Fast spritzfrei
• Benötigt viel Energieeintrag
- Impulslichtbogen
geringer Basisstrom, Ziel:pro Impuls ein Tropfen
keine Kurzschlüsse, kein Verdampfen
Vorteile:hohe Prozessstabilität, gute Schweißbadkontrolle, spritzfrei,tiefer Einbrand und flache Naht möglich
Nachteil: geringere Abschmelzleistung als im Sprühlichtbogen
Nenne die Vor und Nachteile des Schutzgasschweißens!
Vorteil: hohe Wirtschaftlichkeit durch relativ große Abschmelzleistungen
Lässt sich gut mechanisieren und automatisieren(Fahrzeugbau)
Ist in allen Positionen möglich
Ab Blechdicken 0,6mm, drunter ist nicht prozesssicher
Hohe Qualität, hohe Gütewerte bei fachgerechter Anwendung
Es sind alle schweißgeeigneten Werkstogffe schweißbar
Nachteile: keine Trennung von Wärme und Zusatzsdrahtzufuhr.
Es sind keine unmittelbaren schweißen möglich,
nur mit Zusatzwerkstoff
Empfindlich gegen Luftzug
Hohe Investitionskosten gegenüber Lichtbogenhandschweißen
Man braucht eine funktionierende Schutzgaseinrichtung
Wenn wendet man welche Schutzgase an?
im Dünnblechbereich: Sauerstoff :reduziert Oberflächenspannungen
Austenitische Stähle: Argon, Argonmischgase, ein wenig Sauerstoff (stabilisiert Lichtbogen, es entstehen aber auch mehr Poren) ein wenig stickstoff( es können sich Kornnitrite bilden) aber dafür geringe Wasserstoffaufnahme
Aluminium: Argon, Argonmischgase, hoher Sauerstoffanteil dann mehr Helium
Bei schmalen Schweißnähten: N2 0,015% O2, CO2 0,1%
Kupfer: Argon-Helium Mischgase, bis hin zu 100% He, gefährlich ist O2-> es entsteht reines Cu mit Wasser, Gefahr der Wasserstoffkrankheit. (darunter versteht man die Entstehung von Rissen und Hohlräumen in sauerstoffhaltigen Kupfersorten) Cu gefüge wird aufgesprängt. Es ist nicht möglich Sauerstoffhaltiges Cu zu schweißen
Ni,Ni-Legierungen: Argon-Helium Gemische, im Impulslichtbogen. O2, N2 begrenzen. Es würden pohren entstehen
Mg: Argon im Impulslichtbogen. Gefahr der Spritzer
Ti: Argon, Helium mit sehr hoher Reinheit
Nenne verschiedene Lichtbogenarten, die dazugehörige Tröpfchengröße und Werkstoffübergang!
Wie beeinfluss die Polung die Abschmelzleistung, Einbrand, Nahtüberhöhung, Spritzer, Reinigung bei Aluminium?
Beschreibe die Nahtbreite, Einbrandtiefe und Nahtüberhöhung in Abbhängigkeit der Brennerstellungen beim MSG-Schweißen!
Geben Sie das Verfahrensprinzip des Wolfram – Inert – Gasschweißens an!
- Nicht abschmelzende Elektrode da Wolfram hohe Wärmeleitfähigkeit
- Nur mit Inertgasen möglich
-Zünden durch Hochspannung. Ab einer bestimmten spannung hat man Feldemission, Ionisierung. Man zündet berührungslos
Zusatzwerkstoff um Schweißgut gezielt zu Legieren und um das Schweißen zu vereinfachen
Nenne die Vor und Nachteile von WIG-schweißen
Vorteile
- Fast alle Legierungen / Metalle schweißbar
- Vermeidung von Metallreaktionen mit Umgebung
- Sehr gute mechanische / technologische Gütewerte erreichbar
- Schweißen in allen Positionen möglich
- Gute Formung der Wurzellage
- Keine Flussmittel zum Schweißen von nicht – Fe – Metallen
- Konzentrierter Wärmeeintrag → geringer Verzug
- Energiedichte erhöhen um Beeinflussung zu verringern
- Hoher Standdruck → Tiefschweißen möglich
- Sehr unterschiedliche Schweißdicken möglich
Nachteile
- Empfindlich gegen Luftzug
- Geringe Zusatzwerkstoffeinbringung
- Höhere Betriebskosten
- Geringe Produktivität
Erläutere die unterschiede von WIG und Plasmaschweißen hinsichtlicht der Querschnittsänderung des Lichtbogens und des Verhaltens des Lichtbogens an Kannten!
Grundaufbau ist gleich, zusätzliches Plasmagas
Zusätzliche Düse. Gas wird erwärmt, Volumenausdehnung, Strahl wird gebündelt und damit die Engergie wird konzentriert
Plasma schmilzt durch die hohe kinetische Energie die gesamte Breite der Kante ab
Wie kann man Plasmaschweißen untergliedern? Wann wendet man es an?
Schweißen auch nicht leitfähiger Materialien ( Kunststoffschweißen)
WPL: beim schweißen von Alu wird Bauteil negativ verschalten, damit die Oxidschicht abplatzt
Welche Möglichkeit besteht auch noch beim Plasmaschweißen? Worin liegen die Vor und Nachteile gegenüber dem Brenngasschneiden und wie kann man sie beheben?
Möglichkeit zum schneiden. Durch hohe kinetische Energie wird Schmelze herrausgeschleudert
Vorteil gegenüber Brennschneiden: alle werkstoffe sind schneidbar
Nachteil: hohe Gasgeschwindigkeiten bis zu schall, sehr laut, Entstehung von Metalldampf
Lösung: unter Wasser: Schallschutz, Giftgase im Wasser gelöst
Welche Schutzgase werden beim Plasmastrahlschweißen verwendet?
Inertgase, zum schneiden Wasserstoff von 5% ergibt schon 30% höhere Schnittgeschwindigkeit.
Kritisch Alu: Extreme Porenbildung
Einfluss der Gase auf die Oberflächenspannung der Schmelze
Welche Kennlinie wird bei einem Verfahren mit automatischen Vorschub verwendet und warum?
Bei automatischen Vorschub mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit des Drahtes. Man verwendet flach abfallende Kennlinie. Wenn der Lichtbogen länger wird, wird delta I kleiner. Demzufolge wird weniger abgeschmolzen und der Ausgangsabstand zwischen Draht und Werkstoff stellt sich automatisch wieder ein. Genau anders rum bei größeren Abstand
Welche Kennlinie wird bei einem Verfahren mit nichtabschmelzender Elektrode verwendet und warum?
steilfallende Kennlinie.
Damit die Abstandsänderung des Drahtes keine Rolle Spielt, geringes delta I bei längeren Lichtbogen
Wie sind die Anforderungen an die Energieversorgung beim Plasmaschweißen?
niedrige Spannungen, große Schweißströme( bis 800A)
Schweißstrom muss einstellbar sein, Stromkreis muss kurzschlusssicher sein,
geringe Stromschwankungen
Verwendung einer horizontalen Kennlinie
Wie ist die Elektrode beim Plasmaschweißen gepolt?
Elektrode ist meißt negativ gepolt, außer bei Weichmetallen, aufgrund der Oxidschicht.
Alu verändert die Farbe nicht beim erhitzen, wird sofort flüssig
Durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten müsste Oxidschicht eigentlich aufreißen.
die Schicht bleibt jedoch aufgrund des Spannungsabbaus erhalten.
Deshalb positiv gepolt.
Elektroden sprengen Oxidschicht unter Beschleunigung auf.
Damit wird jedoch Wolfram sehr heiß. Es wird wechselstrom verwendet.
Wie kühlt man die Wolframelektrode, falls diese zu heiß wird?
Wo wird in eine Cu-Hülse angebracht. Cu leitet die Wärme weg. Cu ist an einem Wasserkreislauf angeschlossen. Wärme geht ins Wasser. Damit ist der Lichtbogen an Wo-Elektrode genau an der Spitze konzentriert ( Kathodenkonzentrierter WIG Brenner)
Wie werden große Blechdicken ( Windkraftanlagen) geschweißt?
man braucht eine Nahtvorbereitung, wenn man ohne Nahtvorbereitung von 2 Seiten schweißen würde, würde in der Mitte ein Loch entstehen.
Variante 1:
mithilfe des thermischen Trennens (Plasma, Laserschneiden) schneidet man Y-Naht ins Material
Dabei entsteht ein Öffnungswinlek von 30° und eine untere I-Naht von 3 mm
Danach wird mit MSG eine Wurzel geschweißt, danach mithilfe von 12 Schritten mit UP-Schweißen die Naht gefüllt.
Anschließend wird das Bauteil umgedreht, die Wurzel aufgeschmolzen (da diese eine Schwachstelle ist) und sie wird erneut mit UP-Schweißten gefüllt
SEEEHR AUFWENDIG
Variante 2:
Erneut Y-Naht, jedoch ist der "Fuß" des Y nun 10 mm lang, trotzdem 30° Öffnungwinkel -> weniger Nahtvolumen
Wurzel wird mit kathodenkonzentrierten Brenner geschweißt. -> höhere Energiedichte, höherer Staudruck. damit kann man auch 10mm schweißen. Mit WIG nur 4mm sicher schweißbar
Anschließend mit 5 Draht-UP Schweißen die Naht gefüllt. Mehr Abschmelzleistung, nur 3 Schritte notwendig.
Zum Schluß wieder Wurzel entfernen und mit UP-Schweißen drüber
Wie schweißt man dicke Kupferbleche?
Problem: hohe Wärmeeinflusszone, Wärme fließt schnell ab, man kommt nicht durch das gesamte Blech.
Lösung: man wärmt das Blech vor (bis zu 500 grad)
ODER kathodenfokusziertes WIG: bis zu 8mm entsteht kein Qualm
Erläutere das Verfahrensprinzip WIG-Punktschweißen!
Wird angewendet im Dünnblechbereich, und wenn man nur einseitig an das Werkstoff ran kommt (deshalb nicht Widerstandspunktschweißen)
Verbindungspunkt wird durch Lichtbogen aufgeschmolzen und durch Schutzgas von der Atmosphäre geschützt
Nenne Vor und Nachteile beim WIG-Punktschweißen!
Vorteile:
-Schweißen sehr dünner Bauteile: bis 10 mykro meter
-höherere Energiedichten, schweißen dicke Bleche im Stumpfstof,
-man kann damit schneller schweißen,
-geringerer Verzug
-Ist unempfindliche gegen Abstandsänderung
-hohe Stabilität an kannten
-sehr gute Wurzelausbildung, nachschleifen ist oft nicht notwendig
Nachteile: -teure Anlagentechnik, aufwendige Nahtvorbereitung, geringe Toleranzen sind da zugelassen
-Stickstoffanlage ist nur noch automatisiert anzuwenden
-Zwangslagen sind nur bedingt möglich
Definieren Sie das Widerstandpunktschweißen!
- Unlösbares Verbinden von Werkstücken durch Wärmewirkung
- Ausnutzung des elektrischen Widerstands der Leiter im Stromkreis
- Anwendung von Druck
Was ist ein Nebenschluss? Wie lässt er sich verhindern?
Stromnebenfluss infolge zu kleinen Punktabstands
Vermeidung → ausreichender Abstand der Schweißpunkte
Nennen und skizzieren Sie 3 Stoßarten beim Widerstandspunktschweißen!
Nenne die Aufgaben, Kenngrößen und Systeme von Kraftsystemen!
Aufgaben:
Bewegen der Elektroden
Erzeugen der Elektrodenkraft
Nachsetzen der Elektrode
Kenngrößen
min. / max. Kraft (statisch)
Aufsetzgeschwindigkeit
Aufsetzenergie
Dynamisches Verhalten Schwingen, Prellen
Nachsetzverhalten
Systeme
mechanisch
elektrisch
servoelektrisch
pneumatisch
servopneumatisch
Nenne die Eigenschaften der Elektroden beim Widerstandspunktschweißen!
hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit
hohe Festigkeit und Härte
große Warmhärte
hohe Anlassbeständigkeit
hohe Erweichungstemperatur
geringe Anlegierungsneigung zum Werkstück
gute Bearbeitbarkeit
Zeichne den zeitlichen Verlauf der Widerstände beim Widerstandspunktschweißen von Stahl!
Zeichne den zeitlichen Ablauf einer einimpulsigen Widerstandspunktschweißung von Kraft und Strom!
Wie kann man beim Widerstandspunktschweißen einseitig schweißen?
Skizziere das Prinzip des Rollnahtschweißens!
Skizziere die Naht beim Rollnahtschweißen in Abbhängigkeit vom Schweißstrom!
Skizziere das Prinzip des Reibschweißens!
Nenne die Ausführungsarten von Reibschweißmaschinen!
Skizziere das Prinzip des Rührreibschweißens!
Geben Sie die Definition des Lötens an!
- Thermisches Verfahren zum Verbinden und Beschichten
- Entstehung von flüssiger Phase durch Schmelzen des Lots oder Diffusion
- Solidustemperatur der Grundwerkstoffe wird nicht erreicht
Nenne die Vorteile des Lötens!
-Selbstständiges fließen des Lotes
-viele Fügestellen in einer Operation
-elektrisch leitfähige Verbindung auf engsten Raum
-Fügen unterschiedlicher Grundwerkstoffe
Nenne die Abgrenzungen zum Schweißen und Kleben!
Nenne Einflussgrößen auf des Fließen und Benetzen beim Löten!
Nenne die Vorgänge beim Löten!
Immer gut benetzbare, flache Kontaktwinkel benutzen
