Fertigungstechnik IIInhaltsverzeichnis 0 Allgemeines!5 1 Urformen durch Gieen!61.1 Grundbegriffe des Gieereitechnologie!6 1.1.1 Foren und Formverfahren!6 1.1.2 Formverfahren mit verlorenen Formen!7 1.1.3 Dauerform Verfahren!8 1.1.4 Schmelzen!8 1.1.5 Gieen!8 1.1.6 Putzen!9 1.1.7 Wrmebehandlung!9

2 Metallkundliche Grundlagen des Gieens !112.1 Entstehung der Gefge!11 2.2 Stoffzustnde!11 2.3 Keimbildung und Impfen!12 . 2.3.1 Homogene Keimbildung!12 2.3.2 Impfen der Schmelze!13 2.4 Kristallformen durch gezielte Abkhlung!13 2.4.1 Globulare Kristallformen!14 2.4.2 Sulenfrmige Kristalle!14 2.4.3 Dendritische Kristallformen!15 2.5 Isotropes, unisotropes und quasi isotropes Verhalten!15 von Gusswerstoffen!15

3 Gusswerkstoffe!173.1.1 Gusseisen!17

3.1.3 Temperguss!20 3.1.4 Stahlguss!22

4 Giebarkeit und Schwindmae DIN EN 12890!23 5 Form- und Gieverfahren!245.1 Formverfahren mit verlorenen Formen!24 5.1.1 Tongebundene Formstoffe!24 5.1.2 Maskenformverfahren!25 5.2 Formverfahren nach verlorenen Formen nach Verloren Modellen !............................................................................................................................... 25 5.2.1 Feingieen!25 5.2.2 Vollformgieverfahren!26 5.3 Formverfahren mit Dauerformen!26 5.3.1 Druckgieen Verfahren!26 5.3.2 Kokillengieverfahren!27 5.3.3 Schleudergieverfahren!28

6 Gestaltung von Gussteilen!296.1 Gestaltungsregeln!29 6.2 Giegerechte Gestaltung!29 .

7 Sintern!307.2 Einsatzbereiche!31 7.3 Gestaltungsregeln!31

8 Rapid Prototyping (RP)!328.1. Grundprinzip!32 . 8.2. Rapid Prototyping Prozessketten!32 8.3!STL - Schnittstelle!33

Hauptgruppe IV - Fgen!34 1 Schweien!34

1.1 Grundlagen!34 1.2 Schweien mit Lichtbogen!36 1.1.2 Grundlagen der Lichtbogentechnik!36 1.2.3 Schutzgasschweien!37 1.2.3.1 Allgemeines!37 1.2.3.2 Metall- Schutzgasschweien (MSG)!38 1.2.3.3 Wolfram - Inertgas - Schweien (WIG)!39 1.2.3.4 Plasmaschweien (WPL)!40 13.12.2011!41 1.2.3.5 Gieschmelzschweien / Thermitschweien!41 1.2.3.6 Elektronenstrahlschweien!41 1.2.3.7 Laserstrahlschweien!42 1.2.4 Unterpulverschweien!43 1.3 Widerstandspreschweien!44 1.3.1 Punktschweien (RP-Schweien)!44 1.3.2 Rollennahtschweien (RR - Schweien)!45 1.3.3 Buckelschweien (RB - Schweien)!45 A!Verfahrensprinzip!45 1.3.4 Abbrennstumpfschweien (RA - Schweien)!46 1.4 Reibschweien!46

2 Kelben!502.1 Allgemeines!50 2.2!Grundlagen!50 2.3 Beanspruchbarkeit von Klebeverbindungen!51 . 2.4 Oberchenspannung / Oberchenenergie!51 2.5 Klebstoffarten!51 2.6 Vorbehandlung der Oberche!52 2.7 Klebstoffverarbeitung!52 .

2.8 Aushrtung!52 2.9 Zusammenfassung (Kleben)!52

3 Lten!533.1 Grundlagen des Ltens!53 3.2 Ltverfahren!54

0 AllgemeinesHauptgruppen der Fertigungsverfahren DIN 8580 HAUPTGRUPPE I --> Urformen HAUPTGRUPPE II --> Umformen HAUPTGRUPPE III --> Trennen HAUPTGRUPPE IV --> Fgen HAUPTGRUPPE V --> Beschichten HAUPTGRUPPE VI --> Stoffeigenschaften ndern Gruppen von Urform verfahren: --> feste Krper knnen aus einem formlosen Stoff entstehen z.B. : - aus dem ssigen Zustand z.B. : durch Gieen - aus dem plastischem oder teigigen Zustand z.B. : extrudieren - aus dem krnigen oder pulverfrmigen Zustand z.B. : durch sintern - aus dem Ionisierten Zustand z.B. : Elektrolytisch 11.10.2011

1 Urformen durch Gieen- Gussstcke aus Metallen oder Legierungen - Gussstcke aus vielen anderen Werkstoffen Porzellan Altern wegen inneren Glser Reaktionshartbeton Spannungen! Kunststoffe 1.1 Grundbegriffe des Gieereitechnologie a b c d e Die Konstruktionszeichnung wird der Gieerei entweder als Rohteil Zeichnung oder als Fertigteil Zeichnung zur Angebotsabgabe zugesandt. Die Rohteil Zeichnung enthlt die vom Besteller gewnschten Aufmae, Bearbeitungszugaben und Formschrgen mit Lngen, Dicken und Winkeltoleranzen Es ist blich in Rohteil Zeichnungen fr Serien Gussstcke die Spanche (sogenannte Erstaufnahmeche) fr die erste spanende Bearbeitung zu kennzeichnen. Es sind Flchen fr Beschriftungen und Herstellerkennzeichen wahlweise vertieft oder Erhaben eingezeichnet. Die Fertigteil Zeichnung wird in der Arbeitsvorbereitung der Gieerei durch Angabe der Vorgegebenen oder Vereinbarten Ausmae, Formschrgen und Toleranzen in eine Rohteil Zeichnung Umgewandelt.

1.1.1 Foren und Formverfahren a b c d Im Modell oder Formenbau werden die Modelle oder Kokillen angefertigt. Erforderliche Angaben sind: - Formteilung - Zahl- und Lage der Abschnitte - Kerne und Kernlagerung Die Formteilung bestimmt meist Anzahl und Lage der Kerne. Beispiel Lagerdeckel --> Zentrierungen fr 4 Bohrungen sind auszufhren --> Formteilung x - x Bild2

e

--> mit Einguss Bild 1 --> Kernlos durchhngende und stehende Ballen --> vom Eingusstrichter lassen sich mit Stangen die Formteile fllen --> Durchschnittssystem: besteht aus: - Speiser und Steiger - Verteilungsstangen - Eingusstrichter --> Entfernen der berfssigen Teile nach Gieen durch Abschlagen Auswahl des wirtschaftlichsten Herstellungsverfahren nach: - Kompliziertheit des Teils - Matoleranz - Stichmassen - Logre - Werkstoff u.A.

--> nach der Auswahl wird im Werkzeugbau hergestellt: Dauermodell fr Formverfahren mit verlorener Form oder Dauerform (Kokille) fr ein Dauerformverfahren Werkstoff fr Dauermodelle I II III Modellholz Giehartze Metalle

f g h

Dauermodelle werden nach Modellgteklassen nach DIN 1511 mit auf Nennma Bereiche bezogene Maabweichungen angefertigt. fr H: Holzmodelle M: Metallmodelle K: Kunststoffmodelle

DIN 1511 macht Angaben ber Formschrgen an inneren und ueren Modellchen und legt bei Holzmodellen die Farbkennzeichnung fest. ! ! ! 12.10.2011

1.1.2 Formverfahren mit verlorenen Formen ! ! ! ! ! ! ! ! a

verlorene Formen oder Kerne werden aus Gieerei Sanden bestehend aus Quarz und Silikon mit natrlichen oder chemischen Bindemittel gefertigt z.B. : I Ton II Zement, Gips III Kunstharze auf Phenol-, Harnstoffe- oder Polyuritanbasis IV dazu kommen Wasser oder andere Zustze zum Erreichen einer bildsamen Masse

b c d

Der Ausdruck verlorene Form oder Kern bezieht sich auf denn Zustand unmittelbar nach erstarren des Gussstckes. Gussstck lsst sich so gut auspacken Formverfahren fr Einzel- und Serienfertig geeignet

1.1.3 Dauerform Verfahren a b c Dauerformen oder Kokillen knnen nur aus Metallen gefertigt werden Werkstoffe fr Kokillen: - verschweite, Hitze und Zunder bestndige Sthle - niedrige- und hochlegierte Gusseisen - Kupfer und Kupferlegierungen Giedruck ist bei diesen Verfahren so hoch das nur Metallkerne verwendet werden knnen

1.1.4 Schmelzen I II Erschmelzen erfolgt Werkstoff bedingt in: a Schachtfen, z.B. : Kupolofen b Tiegelfen, z.B. : Induktionsofen c Herdfen, z.B. : Lichtbogenofen Die Ofen werden mit Koks, l, Gas oder elektrisch beheizt und sauer ausgekleidet.

---> Feuer feste Auskleidung besteht aus Quarz (SiO2) oder Klebsanden (Quarz und Ton) a b ber die Beschichtung gelangen ca. 20% Roheisen Schrott, Gussabflle, Koks und Zuschlge in denn Ofen in einen ssigen Zustand. Im Siphon verweilt die Schmelze etwas damit aus Aufholen erfolgen kann. ImTiegel erfolgt das Legieren also die Einstellung der chemischen Zusammensetzung. siehe Bild Seite 1 U1 9 x 7

1.1.5 Gieen a b Nach Erzeugung des Giedrucks unterscheidet man: - Schwerkraft Gieen - Druck Gieen - Schleuder Gieen Formfllung und Auftrieb beim Schwerkraftgieen

- fallender Guss, z.B. : bei Koliken - steigender Guss, z.B. : bei Sandformen --> Formschonend - in der Schmelze breitet sich nach dem Pascalschen Gesetz der Druck nach allen Seiten gleichmig aus

c d e f g

Gieerei Druck gegen Oberkasten: Dichte FA = Sp * h * * g Bild 6 aus Projektion der Fromteilung Zustzlicher Auftrieb durch denn Kern FK : F = FK + FA Erstarrungszeit: Sekunden bei Druckguss,Kokillenguss, Schleuderguss - Minuten beim Sandformguss - Stunden bzw. Tage bei GG - Groteilen, Glocken Schnelles entformen verndert denn Schrumpfvorgang Giedruck wird durch Verklammern der durch Gewichte ausgeglichen

1.1.6 Putzen

- in Putzerei - wegen Staub mglichst automatisieren 1.1.7 Wrmebehandlung a b Dadurch lassen sich Eigenschaften wie z.B. : Festigkeit, Hrte und Dehnung im Gussstck beeinussen Gusseisen mit Lammellengraphit wird nur in Ausnahmefllen geglht

Es werden: I Temperguss und Gusseisen mit Kugelgraphit graphitisierend geglht

II III

Stahlguss normal geglht bzw. vergtet, eventuell Einsatz gehrtet NE - Gusswerkstoffe homogenisiert oder ausgehrtet

2 Metallkundliche Grundlagen des Gieens2.1 Entstehung der Gefge

!

!

!

2.2 Stoffzustnde a! ! b! ! ! ! ! c! ! d! ! ! ! ! ! Zum Gieen mssen Legierungen oder Reinmetalle von festen in den ssigen zustand gebracht werden. Gusswerkstoffe knnen aufgebaut sein aus: ! ! -Mischkristallen: Eisen, Messing, Bronze,... ! -intermedire Verbindungen: Fe3C, Al3, Mg2,... ! -nichtmetallische Phasen: Graphit, Schwefel,... Bei der Kristallisation, also dem Erstarren, muss der Gusskrper den grten Teil der Kristallisationswrme aufnehmen. Beim Phasenbergang ssig-fest ndern sich viel Eigenschaften sprunghaft. --> ! ! ! ! ! Allein die Dichte nderung kann zu einer Vielzahl kaum beherrschbarer Fehler fhren ! ! ! - Lunker ! ! ! - Warmrisse ! ! ! - Poren

! ! e! !

-->! !

Die Endmischung bei der Erstarrung kann Seigerungen und Blasen herbeifhren

Beispiele fr die Erstarrung von Aluminium und Eisen I Aluminium VG - Gietemperatur ca. 730C

t1...t3/VL = Kristallisationsbeginn t4/VA : Auspacken oberhalb der Raumtemperatur --> Kokillen sollen frher schon genutzt werden

II Untereutektisches Gusseisen: 2,06....4,3% C Fe3C + Perlit + Ledeburit

VR - Raumtemperatur VG : ca. 1400C Gietemperatur t1/VL : ca. 1260C Kristallisationsbeginn t3/VE : ca. 1200C --> Kristallisation beendet

2.3 Keimbildung und Impfen 2.3.1 Homogene Keimbildung a b --> sagt man, wenn die Schmelze selbst sogenannte arteigene Keime bildet --> von diesen Punkten beginnt Kristallisation Mit der Wahl des Form- und Gieverfahrens wird die Abkhlungsgeschwindigkeit festgelegt und damit ergibt sich das Primrgefge nach Bild 12

I II III

Grobkorngefge bei geringen Keimzahlen und kleiner bis mittlerer Abkhlungsgeschwindigkeit Feinkorngefge bei groer Keimzahl und groer Abkhlgeschwindigkeit Gussstck mglichst mit gleichen Wandstrken versehen

2.3.2 Impfen der Schmelze a! b! ! c! ! d! ! ! ! ! Primrgefge von Gussstcken durch Impfen beeinussbar. Durch Impfen kann die Keimzahl der Schmelze gesteuert werden ohne die chemische Zusammensetzung merklich zu ndern. Die Mehrzahl der Impfmittel besteht aus Legierungen mit Graphit. --> Sie haben meist einen hheren Schmelzpunk als der Gusswerkstoff selbst! Beispiel: ! ! ! ! ! ! ! ! ! - Ferrolegierungen wie FeSi, FeMn, FeCr, FeP,... - Kohlenstoff als Graphit, Ru, Pech - Verbindungen wie Al2O3, ZrO2, Fe2O3,... - Nitride: Bar- und Eisennitrid - Legierung: Gruppen wie Ca - Si, Al- Si

2.4 Kristallformen durch gezielte Abkhlung a! b! ! Die Kristallbasis der Hauptatomsorte der Gussgefge wird Matrix genannt. Fr die technischen Gusswerkstoffe sind zwei Kristallsysteme von Bedeutung

! ! ! !

1. Kubische Kristallsysteme ! - kubischraumzentiert ! - kubischchenzentriert 2. hexagonale Kristallsysteme

2.4.1 Globulare Kristallformen ! --> treibende Kraft ist Abkhlgeschwindigkeit der Schmelze ! --> diese fhrt in Abhngigkeit von der chemischen Zusammensetzung zu ! ! verschiedene Kristallformen I II Globulare Kristallformen entstehen durch annhernd gleiche Kristallisationsgeschwindigkeit in x- , y- und z - Richtung des Kristallsystems. --> als Globulare oder Sphrolite bezeichnet Globulare Formen fhren zu besonderen Festigkeits- und Zhigkeitseigenschaften.

2.4.2 Sulenfrmige Kristalle a! ! b! ! Sulenfrmig oder prismatische Kristalle entstehen, wenn das Kristallwachstum in bevorzugter Richtung besonders gro ist. Bild 14 zeigt einen gegossenen Stab in einer Maskenform --> nadel- oder stengelfrmige Kristallform

! c! ! d

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Dabei werden meist Verunreinigungen in der Restschmelze angereichert, sodas diese mit hoher Keimzahl globular erstarrt. Nadelstruckturen werden an Gussstcken bei mittleren Abkhlungsgeschwindigkeiten beobachtet und weisen bei einer Beanspruchung quer zu den Nadeln schlechte Festigkeits- und Verformungseigenschaften auf

2.4.3 Dendritische Kristallformen ! ! ! ! ! !

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25.10.2011

! a! ! b! ! !

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Erstarrungsgefge hnelt der Gestalt einer Tanne --> deshalb Tannenbaum Kristalle genannt. Sie entstehen durch eine groe Erstarrungsgeschwindigkeit in einer Bevorzugten Richtung --> diese dendtitischen Eisencarbute sind fr dnnwandige Gussstcke groe Erstarrungsintervall und hoher Unterkhlung der Schmelze Typisch

2.5 Isotropes, unisotropes und quasi isotropes Verhalten von Gusswerstoffen a! ! b! c! ! ! ! ! ! ! d! ! ! ! ! Gussstcke sind von Natur aus Richtungsabhngig in der Struktur und damit auch in denn Eigenschaften Typisch dafr sind Zonen wo Kristalle zusammenwachsen oder auch Oberchlich Mittels verschiedener Nachbehandlungsverfahren ist es mglich, diese anisotropen Gefge in quasi anisotrope zu verwandeln. Beispiel:! ! ! ! ! ! ! I! ! II! ! Wrmebehandlung:!! ! ! ! ! - Normalglhen - Vergten

Oberchenverfestigung:! - Rollen ! ! ! ! - Strahlen

- Gussteile beanspruchungsgerecht entwerfen - Flansche werden auf Biegung beansprucht

!

!

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!

e! f!

1/3s > R > 1/4s !

!

s: Wandstrke

Gussstck mglichst mit annhernd gleichen Wandstrken ausfhren

3 Gusswerkstoffe--> Metallische Gusswerkstoffe Eisen - Gusswerkstoffe! - Gusseisen! ! - Temperguss! - Stahlguss - Sonderguss ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Nichteisen - Gusswerkstoffe (NE) - Leichtmetalle : Al,... - Schwermetalle : Cu,...

Schmelze hat 2,4%....4,3% Kohlenstoff graues Gusseisen:! ! ! ! ! ! Sonder Gusseisen:!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Weises Gusseisen:!! ! ! ! ! 3.1.1 Gusseisen Kohlenstoff Modikationen: - Atomar im Mischkristall z.B. : Ferrit oder Austenit - gebunden als Fe3C also Eisencarbit - ungebunden als Grat Formguss hat folgende Zusammensetzung: - 3...4% C - 2....3% Si - dazu Anteile (gering) Mu, S, Ph A! a! ! ! ! b!!

1 Gusseisen mit Lamellengrat! ! 2 Gusseisen mit Kugelgrat! !

GJL GJS

3 Gusseisen, so genanter Vermikularguss! GJV ! (so genantes Wrmchengrat) 4 hochfestes Gusseisen (ADI) mit Kugelgrat 5 Austenitisches Gusseisen mit Kugel- oder Lamellengrat 6 Verschleifestes Gusseisen 7 Temperguss! GJMW, GJMB 8 Stahlguss --> ist kein Gusseisen!

Gusseisen mit Lamellengrat GJL so genanter Grauerguss (frher GGL) Bezeichnung DINEN 1561 --> Nach der Zugfestigkeit Bsp.: 200 - 300 N/mm2 --> Nach der Hrte HB Bsp. 175 - 205 HB30! ! --> alte Bezeichnung: GGXX (XX: Festigkeit x 10) Gefge: !! ! ! EN

- GJL - 200 EN - GJL- HB 175

!

!

!

wenig Ferrit (helle Kristalle in N/mm2) berwiegend Perlit (dunkle Kristalle) Lamellengrat

c! ! ! d! ! !!

Besonderheiten:! ! ! ! ! ! !

Graftilamellen durchbrechen das Grundgefge --> Zugfestigkeit abgesenkt --> Kerbwirkung steigt: Spitze an Gratlammellen

Gieeigenschaften:!! ! - niedriger Schmelzpunkt Ts von ca. 1200C ! - Gieen komplizierter formen wegen guter Fliebarkeit mglich ! - saubere Oberche Eigenschaften: ! - gut Bearbeitbar ! - schlechte Schweineigung (hoher Kohlenstoffgehalt) ! - groe Einsatzgebiete wie Betten, Betten und Fahrzeugbau

e! ! ! !

! B! a! ! ! Gusseisen mit Kugelgrat GJS Bezeichnung!! ! ! ! DIN EN 1563! DIN EN 1564! ! bainitisches Gusseisen

nach Zugfestigkeit: 300 N/mm2, Bruchdehnung A=22% EN - GJS - 300 - 22

b! Gefge: ! ! - Perlit oder Ferrit oder Mischgefge Besonderheiten gegenber dem Lamellengrat --> kugelige Gratform bewirkt: ! - Erhhung der Zugfestigkeit, der Bruchdehnung und der Zhigkeit ! - Kugelgrat vermindert die kehrt Wirkung und ! - geringe Rissempndlichkeit

c! ! ! ! !

Eigenschaften - gute Zerspanbarkeit - gute mechanische Eigenschaften - Schlechte Schweibarkeit - weite Einsatzgebiete

! C! a! ! ! b! ! ! ! ! ! c! ! d! ! ! ! e! ! ! Gusseisen mit Vermiculargraphit GJV Bezeichnung:! ISO 16112 - nach der Zugfestigkeit: Rm = 300...375 N/mm2! - alte Bezeichnung: 66V Gefge: Ferrit/Perlit Durch unvollstndige Schmelzbehandlung wird die Sterolietenbildung nicht erreicht und gleichzeitig die lamellare Gratbildung so gestrt das kleinere Wrmchen frmiger Grat entsteht. - liegt zwischen GJL und GJS Vorteile bezglich GJL und GJS ! - hhere Festigkeit, Zhigkeit und Steigkeit Kugel gegenber GJS - bessere Gieeigenschaften - steigendes Dmpfungsvermgen - bessere Zerspanbarkeit Einstaz:! ! ! ! ! - im Motorenbau - Bremskltze - .... ISO - JV - 300S

3.1.3 Temperguss ! ! ! ! ! ! ! DINEN 1562!! Bsp. : EN - GJMW - 550 a! ! ! ! ! b! !

!

!

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26.10.2011

Denition: Eine Legierung aus Eisen mit Grat in Flockiger oder knotiger Form die durch Ausung von Sprden Eisencarbiden entsteht heit Temperguss ! ! ! - C und Si sind eingestellt : ! C : 2,3....3,4% ! Si : 1,5... 0,4%

Mikrogefge des Hartgusses besteht aus - Deudriten dem hellen eutektischen Gefge

! c! ! ! ! ! d! ! ! ! e! ! ! A! a! !

! Kristallisation: Erfolgt im Erstarrungsintervall etwa zwischen 1140 und 1360C --> Gieeigenschaften ! - gutes Flie verhalten durch hhere Gietemperatur mglich ! - die Grat freie primr Erstarrung ist fr Wanddicken > 45mm beschrnkt Gebrauchseigenschaften: DINEN 1562 ergeben sich aus der Gusstechnologie: - entkohlend gekhlt: weier Temperguss GJMW - nicht entkohlend gekhlt: schwarzer Temperguss GJMB Bezeichnung ! ! ! ! EN - GJMW - 350 - 4! Schwarzer Temperguss die nicht Entkohlende Glhung Erfolgt meist zwei stug unter Stickstoff als schutz Gas Zugfestigkeit Bruchdehnung

b! c1! ! 2! 3! ! 4! ! 5! ! ! !

damit werden entkohlen und entzunder der Gussteile verhindert Der Ledeburit wird in der ersten Stufe durch die Zerfallsglhung bei ca. 1000C aufgelt Er zerfllt in Perlit und Temperkohle durch ein Luft abschrecken wird ein perlitisches Gefge mit Temperkohle bei etwa 280 bis 310 HB ein gestellt in der 2ten Stufe wird nach ein Anlass Glhen bei 680C bis 710C das entgefge erreicht je nach Zusammensetzung haben wir eine feritisches, ein feritisches perlitisches oder eine ein perlitisches Gefge mit ein gelagerter Temperkohle -->

! ! ! ! 6! ! ! ! ! ! B! a! ! !

! perlit / ferrit als Grundmasse mit Knollengrat ! Form der Temperkohle GTS - GJMB Gebrauchseigenschaften - gute Zerspanbarkeit - gute Oberchengte - Formstabilitt - Hrtbarkeit - gutes Verschlieverhalten Weier Temperguss GJMW ! Bei einer Wrmebehandlung in entkohlenden Gussgemisch wie Kohlenmonoxid, Kohlendioxid oder Wasserdampf bzw. Wasserstoff entsteht aus Temperhartguss ein sehr anisotropes gefge

A4 Blatt anfgen ! ! Gieteil zeigt Wanddicken Einuss --> keilspitze mit Wanddicken unter 6mm......8mm

3.1.4 Stahlguss ! ! !

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!

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01.11.2011

- als Formguss fr hohe Beanspruchung - als Strangguss mittels Kupferkokillen (Wassergekhlt) chemische Zusammensetzung ! ! ! ! ! - unlegiert! ! - niedrig legiert ! - hoch legiert ! ! hhere Beanspruchbarkeit

--> eingesetzt wo Festigkeit und Zhigkeit des Normalgusses nicht ausreichen ! TABELLE 12

4 Giebarkeit und Schwindmae DIN EN 12890dazu gehren: a) Flie- und Formfllungsvermgen b) Schwindung (Schrumpfung) c) Warmrissneigung d) Gasaufnahme e) Penetration: Eindringen von Gusswerkstoffen in die Oberchennahen Frombereiche f) Seigerungen: chemische Zusammensetzung ber den Werkstoffquerschnitt nicht homogen, nicht gleichmig Fehlerzusammensetzung beim Sandguss: BILD 45 --> Grauguss mit Kugelgraphit Schwindmae:! BILD 43 --> farbliche Kennzeichnung der Modelle ! ! ! DIN EN 12890

5 Form- und Gieverfahren5.1 Formverfahren mit verlorenen Formen 5.1.1 Tongebundene Formstoffe Def. : Betanite sind hochbungsfhige Tone aus wasserhaltigen Aluminiumsilicaten ! ! ! ! ! A! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! B! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! a! ! b! ! ! Form- oder Modellsande bestehen aus feinkrnigen Quarzsand als Grundmasse und Ton als Bindemittel Kamform, Korngre und Kornverteilung des Sandes beeinussen wichtige Eigenschaften des Formstoffsystem wie Verdichtbarkeit, Rauheit der Gussoberche, Gasdurchlssigkeit und Feuerfestigkeit

Handformverfahren a! b! ! ! ! c! ! d! ! ! Fr kleinere und grte Gussstcke in kleineren Serien Fr den offenen oder den gedeckten Herdguss ist eine ungeteiltes Modell erforderlich, das in den mit dem Formstoff gefllten Giegruben den Herden abgeformt wird. ! BILD 48

Die Oberseite der Form kann offen bleiben und der Einguss erfolgt vom Eingusstunnel ber eine Schmale Rinne. Das Verdichten des Fromstoffes erfolgt je nach Modellgre durch Eindrcken, Einpressen oder Stampfen von Hand, mit Pressluft oder Handstampfern.

Maschinenformen mit Ksten a! ! b! Kastenformen ! BILD 50, U7 Arbeitsgnge in der Kastenformerei (Reihenfolge Siehe Bild 50)

08.11.2011

! - verdichten des Vorstoff s im Unterkasten ! - abheben und wenden des Unterkastens ! - verdichten des Formstoffs im Oberkasten ! - abheben des Oberkastens ! - obere und untere Modellhlfte entfernen und Verklammerung bzw. mit ! Gewichten beschweren ! - Abgieen, Abkhlen, Auspacken --> in der Putzerei Steiger und Einguss entfernen und diese Stellen mit der ! Schleifhexe verputzen

! ! ! ! !

c! d! ! e! !

Sandguss Legierungen auch von Leichtmetallen abgegossen Sandformen nach Abguss zerstren --> verlorene Form Zuerst auf Modelle Nasand --> neuer Sand danach: Altersand

5.1.2 Maskenformverfahren a! ! ! ! ! b! ! ! c! ! d! e! f! g! ! Aushrtbare Kunstharze als Sandbinder ergeben so groe Formstoff Festigkeit das man wenige mm starke Fromschalen die Masken und Hohlkerne herstellen kann. Phenol - Kresol - Kunstharz BILD 57 Das riesel frmige Formstoffgemisch wird auf die etwa 200C warme Metallmodell Platte geschttet die ausserdem Modell und denn Ausschnitt System auch die Zentrierche fr die zweite Halbschale abbildet. Das Phenol - Kresol - Harzgemisch mit 4 bis 6 % vom Gesamten Material schmilzt oberhalb von 100C in etwa 6 bis 12 Sekunden entsteht eine Maskenform von 5 bis 8 mm die Phenol - Kresol - Kunstharz hrten bei 450C in 30 bis 40 Sekunden aus Erste und zweite Maskenhlfte werden nach dem Form Einlegen verklebt Zum Abguss wird die fertige gesamt Maske in einem Blechkasten mit Stahl Kies hinterfllt

5.2 Formverfahren nach verlorenen Formen nach Verloren Modellen --> Wachsausschmelzverfahren 5.2.1 Feingieen -->! ! -->! -->! --> ! ! I! ! Gegenber anderen Gieverfahren ergibt sich eine hhere Massgenauigkeit und eine bessere Oberche die einteilige keramische Form und das Modell gehen dabei stehts verloren Die Feingussstcke haben keine Formteilung und sind Gradfrei Stckmassen 2 g bis 9 kg BILD 59 Fertigen des Ur- oder Muttermodells in Stahl, Bronze oder Messing auf Werkzeugmaschinen (Modell geteilt)

II! ! III! IV! V! ! VI! VII!

Die beiden Kokillen Hlften werden in einem Sttzverfahren aus Stahl oder Gusseisen vervielfltigt Es erfolgt das Montieren mehrerer Modelle von Hand um Stammbaum Mehrmaliges Tauchen bis eine Schalendicke von 5 bis 8 mm erreicht wird Die Modelltraube wird 8 bis 10 Stunden bei Raumtemperatur gekocht sodass der fein keramische berzug eine Feinschicht bildet Beim Brennen Fliet das Wachs bei ca. 120C aus Abgieen in freier Form ohne hinterfllen

Tabelle BILD 60 5.2.2 Vollformgieverfahren BILD 61 a! ! b! ! c! ! d! ! Gieen der Schmelze in eine ungeteilte Form in der sich noch ein Schaumstoff bendet Phoilsterol ab Vollformwerkstoff wird in der Tischlerei auf Form gesgt oder mit einen Heidraht geschnitten Modell und Einguss System aus Schaumstoff werden in Handform verfahren in Kaltharz, Sand oder Zementsand eingeformt Beim Gieen verbrennt das Modell und es muss soviel Material eingegossen werden das dadurch ssiges Material her raus gedrckt wird

5.3 Formverfahren mit Dauerformen Druckguss und Kokillenguss 5.3.1 Druckgieen Verfahren ! ! ! ! ! A! ! ! ! ! Warmkammerverfahren Anwendung: - Blei ! ! - Zinn ! ! - Zinklegierungen ! ! - Magnesiumlegierungen ! ! ! ! ! ! 09.11.2011

BILD 62 + 63 ! ! ! ! ! ! - Die warme Schmelze iet unterhalb des Druckkolbens ein und wird die geteilte Gieform gepresst

B! ! ! ! ! ! ! ! ! !

Kaltkammerverfahren Anwendung:!-Aluminium und Magnesiumlegierungen (vorwiegend) Allgemeines: a! ! b! c! d! ! ! Beim Durchguss presst man die Schmelze bei einem Druck zwischen 70 und 1000 Bar in die Form Lebensdauer der Form etwa 50.000 Abgsse Vorwrmen der Form auf 200 bis 260C Der Erste Teil der Schmelze gelang mit Oxidationsprodukten in eine Art Steiger, damit das Werkstck Qualittsgerecht erstarrt

5.3.2 Kokillengieverfahren BILD 68 - 69 a! ! b! ! c! ! ! ! ! A! ! ! ! B! ! ! ! ! ! C! ! ! ! ! Schmelzen werden unter der Schwerkraft oder einem geringen Druck steigend oder fallend vergossen Dauerform aus Lamellarem Gusseisen --> fr ber 10000 Abgsse Kokillen gieen ist eine Seriengieverfahren fr: - hohe Stckmassen (bis 100kg) - Druckdichtes gefge - Glatte Oberchen - hohe Gieleistung bei mechanisierten Verfahren Mechanisiertes Schwerkraftgieen BILD 68 - 69 - Auf dem Giekarussell knnen mehrere Kokillen aufgebracht werden wobei eine Station immer die Gieposition ist und eine zweite dient zum ffnen Kipptiegelgieen -Formfllung durch Tiegeldrehung -Vorratsbehlter ist im System -eine Stellung zur Formfllung -eine Stellung zur Formffnung und Teilentnahme --> sehr produktives Verfahren Niederdruck - Kokillengieverfahren BILD 70 U10 BILD 71 U10 -Formfllung durch einen geringen berdruck von 0,2 bis 0,4 Bar auf die Schmelze -Kokille wird ber ein Steigrohr vom Gussofen Direkt mit der Schmelze gefllt

!

-kontinuierliches Abgieen

5.3.3 Schleudergieverfahren ! ! BILD 73 U12 BILD 74 U12

Die Formfllung erfolgt ber die Fliehkraft! a! b! ! c! ! d! e! ! f! ! ! Die Schmelze bendet sich im Behlter und gelangt ber das Giehorn in die Form Der Gusswerkstoff gelangt ber die Drehzahl abhngige Zentrifugalkraft an die uere Formwandlung Das Auenma ist genau das Innenma und damit die Wanddicke des Rohres (oder eines andren zylindrischen Teils) ergibt sich durch denn Materialeinsatz Die Drehachse kann horizontal, vertikal oder geneigt sein Anwendung:!Kleine rotationssymmetrische Massenteile, Zylinderlaufbuchsen, ! ! Rder, Hohlwellen.... Bsp.: BILD 74 ! ! --> Drei Rder nacheinander Abgegossen berssiges Material wird in einen berlauf abgegossen und gelangt in denn Schrott

6 Gestaltung von GussteilenVom Entwurf eines Gussstcks hngen ab: ! 1. Die Herstellung des Models ! 2. Die erforderlichen Kerne (meist nur Einer) ! 3. Die nachfolgende mechanische Arbeit 6.1 Gestaltungsregeln 1. Das Gussstck soll aus geometrisch einfachen Grundformen zusammengesetzt sein. (Rechtecke, Dreiecke,....) 2. Ebene Flchen sind zu bevorzugen 3. Man achte auf eine Spann Mglichkeit fr die nachfolgende Spannende Bearbeitung 4. Zu beachten ist die Art der Beanspruchung, z.B. :Zugbeanspruchung bei Gussteilen 5. Bei Schlag und Stoartigen Beanspruchungen keine Gussform verwenden 6. Kerne bei Dauerguss vermeiden ca. 0,6 .... 0,8 7. Kerne einfach Gestallten und sorgfltig lagern 8. Fr Wanddicken bergnge mglichst allmhlich bergnge verwenden 9. Scharfe Kanten, Kerben und Material Anhufungen vermeiden 10. Rippendicke (Sr) kleiner Whlen als die Wanddicke (Sw) Sr ca. 0,6 Sw .... 0,8 Sw 11. Auf Abrundungen ( R ca. 1/3 Sw bis 1/4 Sw) achten DIN 250, DIN 1511 12. Maabweichungen ohne Toleranzangaben beachten (allgemeine Toleranzen) Stahlguss: DIN 1683 6.2 Giegerechte Gestaltung 1.! ! ! ! ! 2. 3. ! ! a! b! ! c! d! Infolge unterschiedlicher Abkhlgeschwindigkeiten erstarrt das ssige Material im Inneren einer rtlichen Materialanhufung spter als bei anschlieenden dnnen Wandlungen --> Lunker (Lufteinschlsse), Manahmen: - anbringen von Khlplatten ! ! ! ! ! ! - zustzliche Steiger und Kerne Zu groe Materialanhufungen an Wandbergngen vermeiden Rundungshalbmesser sollen 1/3 ... 1/4 der Wandstrke betragen ! BILD 75: 8x9

Rechte Lsung bevorzugen Fromschrgen wie Rechte sind unbedingt erforderlich (sonnst bekommt man das Modell nicht mehr heraus) DIN 1511 beachten --> Formschrgen in Winkelgrad angeben Querrippen und Augen so gestalten das sich die Formhlften leicht ausheben lasse

7 Sintern(Urformen aus dem Krnigen oder Pulverfrmigen Zustand) BILD 19 U3 Neu A! 1. 2. ! ! ! ! B! 1. 2. 3. 4. C! 1. 2. 3. 4. 5. ! 6. D! -->! ! -->! -->! -->! Verfahren zur Pulverherstellung Groe Form, gren Verteilung und Reinheit des Metallpulvers sind bei Sinter Erzeugnissen unterschiedlich Dafr ist eine Vielzahl elektrochemischer und mechanischer Zerkleinerungsverfahren entwickelt wurden: - zerkleinern in Mhlen - zerblauben in Schmelzen - Reduktion von Oxiden - elektrolytische Abscheidung Pressendes Pulvers Die Formgebung gesinterter Werkstoffe erfolgt meist durch Pressen Das Werkzeug besteht aus einer Matrize und aus einem unter Stempel Die Verdichtung kann mit einseitiger oder zweiseitiger durch Anwendung erfolgen Es ist auf eine homogene gleichmige Verdichtung zu achten vor allem bei Werkstcken mit verschiedenen Querschnitten Sintern Ist eine Wrmebehandlung der Presslinge unter Schutzgas bei hherer Temperatur oft in Gegenwart einer frheren Phase Dabei entsteht chemische und metallische Bindungen zwischen denn einzelnen Partikeln die zu einer Bruchfesten Struktur fhren Vorher lose beigemischte Legierungskomponenten werden hug in das neu entstandene gefge eingebaut Die Sinter Temperatur liegt unterhalb des Schmelzpunktes der am hchsten Schmelzenden Komponente Oberchendiffusion bei Eisenpulver bei 1000 ... 1250C --> im Pulverinneren Kristallneubildungen (keine ssige Phase) Bei Alu-Pulver mit einen Porenraum von 5% betrgt die Sinter Zeit bei 540 - 580C ca. 30min Nachpressen und kalibrieren es erfolgt eine Verbesserung der Massgenauigkeit fr weiche Stoffe Sinter-Teile: von IT9 ... IT10 auf IT4 ... IT5 fr hrte Sinter-Teile: auf IT7 ... IT8 Steigerung der Oberchengte mgliche Kaltverfestigung im Oberchenbereich

E! -->! ! ! ! !

Trnken Porenraum der Sinter-Werkstoffe kann mit verschieden Stoffen getrnkt werden z.B. :! - Gleitmittel (Gleitlager) ! - Kunststoffe (Bauteile fr Hydraulikpressen) ! - Rostschutzmittel ! - Metall (fr hhere Beanspruchung)

7.2 Einsatzbereiche A! 1. 2. 3. 4. 5. 6. Vorteile: Porositt der Sinter-Teile in weiten Grenzen steuerbar Bearbeitung von Metallen mit hohen Schmelzpunkten Herstellung von Metallen mit hohen Reinheitsgeraden und Werkstoffen aus nicht legierbaren Elementen Herstellung von Werkstcken aus harten und sprden Werkstoffen die Spannend nicht Bearbeitbar sind Erziehung von mahaltigen Sinter-Teilen die meist nicht weiter bearbeitet werden mssen Die Herstellung von Verbundwerkstoffen und nicht legierbaren sogenannten pseudo Lierungen aus Metallen und nicht Metallen ist mglich Nachteile - Einsatzgrenzen! ! ! ! ! ! 22.11.2011

B! 1. 2. 3.

Pulver und Pulvergemische sind Teuer Es werden groe Krfte und damit groe Pressen und Werkzeuge bentigt Es sind nur Einfache Grundkrper wie Prismen, Kegel und Quader ohne Hinterscheidung mit mglichst geringen hhnen Durchmesser Verhltnis gut pressbar.

C!

Werkstoffgruppen

- Pulver mit einem Zugfestigkeitsbereich 80... 1700N/mm2 - typische Anwendungen UF 1 Bild 18: 16x 9,5 7.3 Gestaltungsregeln Bild 18 neu - spt laufende Kanten vermeiden - scharfe Kanten durch Fasen und hnliches ersetzen - Hinterscheidung vermeiden - Bohrungen unter 2mm Durchmesser nachtrglich spannend herstellen - sehr unterschiedliche Querschnitte vermeiden (besser zylindrische als Kegel Formen)

8 Rapid Prototyping (RP)8.1. Grundprinzip Bild22 a! ! b! ! ! ! ! c! ! d! ! ! ! Unter dem Begriff RP werden verschiedene Verfahren zur generieren (Additiven) Herstellung von Prototypen Zusammengefast RP - Verfahren gemeinsam ist das sie Geometriebeschreibung direkt also ohne NC Prototypen erzeugen knnen --> dazu wird das Schnittstelle an die RP-Software bergeben die Dnne Schichten zerlegt auf der Basis einer 3D Beschreibung oder hnlichen 3D geometriemodell ber eine das geometrischen Gebilde in

In diesem Prozess werden Maschinenspezische Schnitt und Steuer Informationen an der PR - Anlage generiert (gewonnen) Der Teile-Bau erfolgt durch eine Schicht bzw. Hhen Zustellung in der Z-Achse (vertikalen) ber eine sogenannte Bauplattform und in dem der XY - Ebene die jeweilige Schicht bzw. Schnittinformationen aus dem Slice-Prozess Verfahren spezische umgesetzt wird.

Bild 23 e. ! ! Den Bauprozess knnen sich in Abhngigkeit von gewhlten Herstellungsprinzip und der Prototypen Verwendung Nachfolgende Verfahren anschlieen

8.2. Rapid Prototyping Prozessketten A! a! ! b! 3D -CAD - Modellierung Die Herstellung von Modellen und Prototypen durch RP-Verfahren setzt die 3D Geometriemodellierung voraus Das erzeugen des geometrischen Modells ist ber 2 prinzipielle Wege mglich Neukonstruktion ! ! ! B! a! ! ! b! a! b! ! Prototyp wird mit Hilfe eines CAD -Systems konstruiert Die 3D - Konstruktion muss Datenmig im CAD -System ber eine Schnittstelle in die RP - Datenaufbereitung berfhrt werde

Digitalisieren/ Scannen Oft liegt ein Objekt physisch schon in der CAD - Geometrie vor --> Die notwendigen geometrisch Informationen werden wieder durch geeignete Scann- oder Digitalisierungstechnick gewonnen Nutzbare Verfahren sind: 3 optische Bilderfassung

1 Messmaschinen! 2 Laserscanning! ! 4 Rntgenanlagen! 5 Computertomographie

C!

Ablauf

1. Die gewonnen Daten bedrfen einer Nachbearbeitung durch die sogenannte Flchenrckfhr - Software 2. Dadurch werden eine viel Zahl von Messpunkten delierten Flchen zugeordnet 3. Die gegebenenfalls Notwendige weiter Verarbeitung folgt im CAD - System

8.3! a! ! b! !

STL - Schnittstelle Zwischen CAD und RP - Prozess hat sich die STL - Schnittstellen durch gesetzt --> Stereolithographie language Bei diesem Modell wird die gesamte Krperoberche durch Dreiecke wird die Genauigkeit des Systems aber Au h der Aufwand bestimmt

Hauptgruppe IV - FgenEinleitung: Stoffschluss! ! - Schweien ! ! - kleben ! ! - Lten ! ! ! ! ! ! Formschluss! - Nieten! ! - Faltzen! ! - Sichen! ! ! ! ! ! ! Kraftschluss - Schrauben - Klemmen - Schrumpfen

1 Schweien! ! ! 1.1 Grundlagen A! B! ! ! ! ! ! ! ! ! 23.11.2011 Einteilung der Schweiverfahren BILD 1 U4 I 12 x 7,5 Schweibarkeit

1. Schweibarkeit gliedert sich nach DIN 8528 in ! - Schweineigung ( Werkstoff Verfahren) ! - Schweisicherheit (Werkstoff Konstruktion) 2. Schmelzschweineigung ! - unlegierten Sthlen wenn C 0,22 % gute Schweineigung ! - C = 0,22... 4 % bedingte schweibar ! - legierte Sthle (Feinkornsthlen, niedrig legierten Sthlen) Kohlenstoffquivalente CE 0,4 % DIN EN 1011: ! CE = C + Mn/G + (Cr + Mo+ V)/5 + (Ni+Cu)/15 im Gewicht % CE > 0,4 % : vorwrmen oder Wrmeeintrag beim Schweien erhhen 3. Schwei - ZTU Diagramm Zeit - Temperatur - Umwandlungsschaubild --> Gilt fr niedrig legierte Sthle ZTU - Diagramm ermglicht Rckschlsse ebenfalls fr Vermeidung der Streckgrenzen bezeichnet Kaltverformungsvermgen a! ! ! ! ! ! ! ! Schweieignung von hochlegierten Sthlen nach dem Cr - Ni - quivalent abgeschtzt Das Schffer - Diagramm ermglicht Lagebestimmung des Grundwerkstoffs, des Schweizusatzes und Lage des Schweigutes --> gnstige Lage des Schweigutes im Austenitgebiet mit 10... 15 % Ferit --> in DIN En 101-3 werden weitere Hinweise zum lichtbogenscheien von ! nichtrostenden Sthlen gegeben

BILD 17: 11 x 7,5 UF1 neu (Schffer Diagramm)

b! ! ! ! ! ! c! ! ! ! !

Schwei - ZTU - Diagramme stellen die zuerwartende Gefgeteile des Schweigutes dar --> vom jeweils: - chemische Zusammensetzung des Grundwerkstoffes - Austenitisierungs-Temperatur und Dauer Abkhlzeit tA8/5 im Temperaturbereich 800...900C Diagramm der mechanisch - technologischen Gteweite der Schweiverbindung in der Wrmebergangs-Zone (WEZ) --> Die mechanische Gteweite, Hrte HV, Zugfestigkeit Rm, Streckgrenze R0,2, Einschnrung Z, Dehnung A, Kerbschlagarbeit K verndern sich ebenfalls mit sich ndernder Abkhlzeit tA8/5

4. Schweisicherheit --> Die Schweisicherheit einer Konstruktion ist gegeben wenn das zufgende Bauteil auf Grund seiner Konstruktiven Gestaltung unter denn vorgesehenen Betriebsbedingungen Funktionsfhig bleibt! A! ! ! ! ! ! ! ! B! ! ! ! C! Konstruktive Gestaltung umfasst das Zusammenwirken von: - Kraftschluss im Bauteil - Anordnung der Schweinhte und der Spannungsverteilung - Werkstckdichte ! (Dnnblech 2-achsige Spannungs....... ! ! ! Dickblech mehr-achsige Spannungs..) - kehrt Wirkung - Steigkeitsunterschiede durch die Konstruktion Beanspruchungszustand ist das Zusammenspiel von: - Belastungsart - Beanspruchungsart (statisch oder dynamisch) - Temperatur Vorbereitung, Fugenform, Stossart

Vorbereitung der Fgestelle zum Schweien abhngig von : ! - Stossart der Bauteile untereinander ! - Bauteil Form (Blech,Rohr,...) ! - Bauteil Abmessungen ! - Schweiverfahren 1. Fgeform !--> Schweigut homogen einbringen ! ! --> ache Wurzel oder Decklage BILD 3 U4: 11x10,5 2. Vor dem Schweien ist eine Reinigung des Fgebereiches unbedingt erforderlich ! --> Oxide, Fette, le, Farben entfernen 3. Fgestelle muss blank und sauber sein

4. Vorbereitung abhngig Schweiverfahren D! Schweien! ! !

von Stossart, Bauteil Form, Bauteil Abmessung, ! ! ! ! ! ! ! 29.11.11

Beim Schweien bewirkt der Wrmeeintrag die Ausbildung von Temperaturfeldern, die sich in Abhngigkeit von der Leistungsdichte des Verfahrens sowohl auf denn Aufschmelzquerschnitt und damit auch auf die Nahtform sowie auf die Ausbreitung des Temperaturfeldes auswirken. BILD 4 BILD 5 Schweiposition F1 E! Nachbereiten -Subern der Naht -Bearbeitung der Naht, meist durch Schleifen -Richten der Bauteile mechanisch oder thermisch -Wrmebehandlung in Verbindung mit dem Schweien -> Schweifolgeplne

Umfasst:! ! ! ! ! ! ! BILD 6 ! !

1.2 Schweien mit Lichtbogen --> gehrt zur Gruppe der Schmelzschweiverfahren 1.1.2 Grundlagen der Lichtbogentechnik A! Schweilichtbogen

1. Ein Lichtbogen entsteht bei einer selbststndigen Gasentladung zwischen zwei Elektroden. 2. Als Schweilichtbogen gelten Gasentladungen mit hohen Strmen bei geringen Spannungen. 3. Die Gasentladung ionisiert dabei das um sie herum bendliche Gas und es entsteht eine Plasmasule. 4. Temperaturen zwischen 4000 k und 30.000 k erreichbar. ! --> Elektroden knnen sein:! - nichtabschmelzend ! ! ! ! ! ! - abschmelzend, wobei gleichzeitig ! ! ! ! ! ! Zusatzwerkstoffe sind 1.1.2 Lichtbogenhandschweien (E - Hand) A! Verfahrensprinzip

BILD 7 1. Der Lichtbogen entsteht zwischen abschmelzender Metallelektrode und dem Werkstck.

2. Das Schmelzbad wird durch Schlacke und/ oder Schutzgas vor der Atomsphre geschtzt. 3. Schlacke und Schutzgas stammen aus der Elektrodenumhllung 4. Zur Handhabung: Elektrodenzange B! Zusatzwerkstoff

Stabelektrode: - Stabelektroden sind meist Drahtstbe, die in der Regel eine Umhllung tragen - Umhllung haben folgende Aufgaben: 1. Leitfhigkeit der Lichtbogenstrecke zu verbessern 2. Schlackebildung um Schweigut vor der Luft zu schtzen 3. Bildung eine Schutzgasstromes 4. Desoxidierend und gegebenenfalls auegierend wirkend 5. Verhindern einer zu schnellen Erkaltung C! Schweibare Werkstoffe

Alle Eisen - Metalle sowie verschiedene Nichteisenmetalle, z.B. Nickel, Titan, versch. Bronze D! Prozessparameter

--> Gleich- oder Wechselstrom - Spannung ca. 15 - 30 V - Stromstrke ca. 15 - 400 A - Materialstrke: s = 2... 100mm - Kehlnahtdicke: a = 3... 10mm - Vg (Schweigeschwindigkeit 12cm/min 1.2.3 Schutzgasschweien ! ! ! ! ! 1.2.3.1 Allgemeines ! ! ! ! ! ! ! 06.12.11

a) Lichtbogen brennt zwischen Elektrode und Werkstck b) Elektrode kann abschmelzend oder nicht abschmelzend sein c) Schutzgase beeinussen Vorgnge im Lichtbogen wie Tropfenbertrag und Nahtaussehen d) Schutzgase knnen inert (reaktionsfrei) ! --> Edelgase ! oder aktive sein e) inerte Gase: Argon, Helium, Gemisch beider f) aktive Gase haben Rest O2 --> daher meist gewollte Reaktion ! ! ! aktive Gase: O2 Gasgemisch aus Argon, Helium und Sauerstoff in verschieden ! ! ! ! ! ! Kombinationen und Zusammensetzungen g) Aufgaben der Schutzgase: - Abschirmung des Schmelzbades in jeder Schweiposition und fr jede Nahtform ! vor Reaktion mit der Umgebungsluft - Optimales Zndungsverhalten des Lichtbogens - Einstellen eines stabilen Lichtbogens

- u.a. BILD 8 1.2.3.2 Metall- Schutzgasschweien (MSG) A! Verfahrensprinzip 1. Der Lichtbogen brennt zwischen einer abschemelzenden Elektrode, die gleichzeitig Schweizusatz ist und dem Werkstck 2. Die Drahtelektrode wird endlos von der Spule Zugefhrt und hat einen Durchmesser zwischen 0,1 und 1,6 mm 3. Der Lichtbogen wird durch Kurzschluss zwischen Drahtelektrode und Werkstck gezndet 4. Schutzgas zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens und Schutz der Naht. 5. MSG - Prozesses wird nach Art des Schutzgases verschieden bezeichnet. ! -Inerte Schutzgase --> MIG - Prozess ! -aktive Schutzgase --> MAG - Prozess mit CO2 = MAGC ! ! --> CO2 - Argon - Gemisch MAGM ! ! --> Schutzgase genormt DIN EN 439 B! Anlagetechnik --> Schweianlage besteht aus: a) Stromquelle b) Drahtvorschubgert c) Schlauchpaket d) Schweibrenner e) Gasversorgung ! --> grundstzlich Gleichstrom Pluspol an Drahtelektrode - bliche Stromquelle 250... 600 A ! --> Hochstromtechnik 40... 1000 A - Khlung des Schweibrenners: Luft oder Gas ! extern: Wasser C! Prozessparameter --> In Abhngigkeit von der Schweileistung unterschiedliche Lichtbogenarten (Umdruck F3) --> Unterschiedliche Materialbergnge ! - Kurzlichtbogen ! - Sprhlichtbogen ! - Impulslichbogen D! Schweibare Werkstoffe MIG - Verfahren: Al, Cu, Ni, und Legierungen MAG - Verfahren: unlegierte, niedriglegierte und hochlegierte Sthle

1.2.3.3 Wolfram - Inertgas - Schweien (WIG) Prinzipskizze: BILD 8 links A! Verfahrensprinzip 1. Verwendung von Wolfram - Elektrode und inertem gas 2. Lichtbogen zwischen nicht abschmelzender Wolfram - Elektrode und Werkstck 3. Das inerte Gas umgibt Elektrode und Schmelzbad 4. Der Lichtbogen schmilzt die Werkstoffkante auf ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 7.12.11 5. Zum fllen der Nahtfuge oder zum Auftragen wird der Schmelze ein Schweizusatz zugefhrt. ! B! 1! 2! 3! C! 1! 2! 3! 4! D! --> von Handschwiestbe maschinell Draht Schweibare Werkstoffe Nichteisenmetalle wie Ai, Cu, Ni, .... und ihre Legierungen niedrige bis hochlegierte Sthle Sondermetalle wie Titan, Zirkonium, Tantal Prozessparameter Gleichstrom: niedrig und hochlegierte Sthle Cu, Ni, Bronze Wechselstrom fr Alu, Mn und ihre Legierungen Stromstrke: 5... 400 A Werkstckdicken 0,5.... 5mm Elektrodenwerkstoffe fr WIG - Schweien Oxidgehalt inGewicht %

Werkstofftyp Rein - W W mit Thoriumoxid ThO2 0

Kurzzeichen W WT 4 WT 10 WT 20 WT 30 WT 40

Farbkennzeich nung grn blau gelb rot violett orange

Bemerkung

0,35 ... 0,55 0,80 ... 1,25 1,70 ... 2,20 2,80 ... 3,20 3,80 ... 4,20

Thorium ist ein radioaktives Element speziell kapseln, Stube speziell entsorgen

W und Zirkonoxid ZrO2 W mit Ceroxid Ce02 (W = Wolfram)

0,15 ... 0,50 0,70 ... 0,90 1,80 ... 2,20

WZ3 WZ8 WC 20

braun wei grau

E! 1! 2! ! 3! 4! 5! !

Anwendungsgebiete Fr alle schmelzschweigeeigneten Metalle Aus konomischen Grnden wegen der geringen Abschmelzleistung nur bei hohe Qualittsanforderungen ! Blanke Nahtoberche Schmale Wrmeeinuzone Hauptanwendungen im Kessel- und Behlterbau, im Rohrleitungsbau, in der Luftund Raumfahrttechnik --> Qualitt und Zuverlssigkeit gefordert - Einseitige Wurzleschweiungen an Rohren, Behltern und chemischen Appreturen wo keine Mglichkeit nachtrglichen Ausfugens bei Fehlern besteht - Einschweien von Rohren in Wrmeschweierbgen - Herstellung von lngs- und Spiralgeschweiten Rohren

Beispiele:! ! ! ! !

1.2.3.4 Plasmaschweien (WPL) 0! 1! ! 2! 3! ! ! A! Grundlagen Steht fr hochionisierte Gase die aus Ionenelektronen und neutralen Teilchen also aus Atomen oder Moleklen bestehen Nach auen verhlt es sich praktisch elektrisch neutral Technisches Plasma zum schweien wird stehts ber einen hoch Temperaturprozess mit einem elektrischem Lichtbogen erzeugt ! ==> plasmabildendes Gas meist Rein - Argon Verfahrensprinzip

1! Zwischen nicht abschmelzender Wolframelektrode und zwischen Werkstck ! Lichtbogen 2! Die Zndung erfolgt durch einen kleineren Hilfslichtbogen ! ! ==> dieser Pilot Lichtbogen zur Wand der Plasmadse erzeugt die ntige ! ! Temperatur zum znden des Plasmalichtbogens zwischen Elektrode und Werkstck BILD 9 : 14 x 8 3! ! 4! ! ! ! B! 1! Schweien von Stahl: Elektrode Minuspol Schweien von Alu:! Elektrode Pluspol Lichtbogen wird durch Plasmadse eingeschnrt ! ==> hohe Energiekonzentration ! ==> Zufuhr von inertem Plasmagas erforderlich ! ==> Drahtvorschub als Schweizusatz Einsatz Fr Verbindungs- und Auftragsschweien

2! 3! 4! ! C!

Bis ca. 12 mm Werkstoffedicke als I - Naht berwiegend Schweiposition PA (Wagerecht) Meist kein Schweizusatz angewendet, wenn doch Stab-Form oder automatisch Draht Verfahrensarten

1! Mikroplasmaaschweien 0,05 ... 50 A ! Werkstck vom Folienbereich 0,01 mm bis ca. 1 mm 2! Durchdrucktechnik 20 ... 200 A ! Lichtbogenenergie wird nur dem Werkstck zugefhrt ! ! ==> Aufschmelzen erfolgt ber gesamte Blechdicke ! ! ==> Blechdicke ca. 1 ... 3 mm 3! Stichlochtechnik 100 ... 400 A ! ! ==> Plasmastrahl durchstt gesamte Werkstckdicke ! ! ==> Blechdicke bis 8 mm ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 1.2.3.5 Gieschmelzschweien / Thermitschweien A! Verfahrensprinzip

13.12.2011

1. Es wird Eisenoxid mittels Aluminium in einem stark exotermen Vorgang zu ssigem Eisen reduziert 2. Schweien erfolgt durch ein schlieen von Stahlschmelze in die Eingeformte Schweistelle 3. Bei Schienenschweien Einformen mit zwei Sandfromteilen 4. Die Schienenenden werden mit Brennern auf etwa 1000 C vorgewrmt B! Verfahrensablauf 1. Ausrichten der Schienen mit Laser 2. Spalt von 25 mm Breite erstellen 3. Einformen der Schweistelle 4. Einfllen der Thermitmischung in denn Tiegel und znden 5. Abstich durch ffnen des Tiegelausganges C! Weitere Anwendungen in Neufertigung und Instandsetzung

Beispiele: Rotorwellen, Kurbelwellen, Walzen, Schiffssteren, (Pressenstnder) ! ! ==> Massen bis 5 Tonnen 1.2.3.6 Elektronenstrahlschweien BILD U4 Nr. F2: 7 x 12,5 A! Verfahrensprinzip 1. Strahlkanone eingesetzt 2. Strahlerzeuger besteht aus Anode, Steuerelektrode und der Kathode 3. Kathode ist meinst ein Wolframband ! ==> Durch eine thermische Erhitzung kommt es zu Elektronenemissionen

4. Durch das anlegen einer Beschleunigungsspannung zwischen Katode und Lochelektrode kommt es zu einer Elektrodenbeschleunigung 5. Elektronen prallen auf das Werkstck und die kinetische Energie wird in Wrme umgewandelt sodass der Bearbeitungsprozess erfolgen kann 6. Die elektromagnetische Linse fokussiert denn Elektrodenstrahl auf einem Durchmesser weit unter einem Millimeter mit hoher Leistungsdichte 7. Die Elektromagnetischen Ablenkspulen gestatten eine Bewegung des Elektrodenstrahls beim Bearbeitungsvorgang 8. Arbeiten allgemein im Vakuum unter 10-4 Bar B! Tiefschweieffekt 1. Elektrodenstrahl erhitzt Werkstoff an der Oberche bis zur Verdampfungstemperatur 2. Das verdampfende Material fhrt zum Aufreien der Oberche 3. Es entsteht ein Dampfkanal bis zur Werkstck - Unterseite 4. Zusammenlaufen des Materials und verschweien D! Sicherheitsvorkehrungen ==> es entstehen Rntgenstrahlen --> Bleimntel eingebaut E! Anwendungsbeispiel - Verbinden unterschiedlicher Metalle mglich - Teil- oder Vollautomatisch - Schweien im Flugzeugbau, Raumfahrt, Turbinen-, Getriebe-, Fahrzeug-, Werkzeugund Apparatebau - Werkstck dicken bis 40 mm 1.2.3.7 Laserstrahlschweien A! Verfahrensprinzip 1. Verfahren mit Laserlicht 2. Laserlicht hat eine bestimmte Wellenlnge mit Wellen in Fase (Gleichlaufend) 3. Das Strahlwerkzeug besteht aus Laserstrahlquelle, Strahlfhrung und Strahlformung und erzeug den fokussierten Strahl 4. Laser fr das Schweien: - YAG - Festkrperlaser ! ! ! ! ! - CO2 - Gaslaser ! ! ! ! ! - Hochleistungs-Dioden-Laser (HDI) (Halbleiterlaser) 5. Laser unterscheiden sich durch die Wellenlnge des Lichts B! Kenndaten von Schweilasern

BILD F6 19 x 8 C! Eigenschaften des Laserstrahls BILD F5 UF4 11 x 5 - Berhrungslos und Krftefrei - Leichtsteuerbar

- alle Werkstoffe Bearbeitbar - hohe Schweigeschwindigkeit - schmale Schweinhte ntig - hohe Energiedichten - kleine Wrmeeinusszone (WEZ) F6 UF4: 14x3 D! Schweitechnische Besonderheiten! ! Tafel 1: U8: 8x11,5 Tafel 2: Bild 19 Umdruck 9: 9,5x6,5 Festkrperlaser --> optisch angeregt Gaslaser --> elektrische oder thermisch angeregt E! Laseranlagen Bsp.: Bild 19: 9,5x6,5 Umdruck 9 Gaslaser 1. Beim sogenannten Gastransportlaser erfolgt die Anregung elektrisch 2. Zwischen den Elektroden entsteht ein Plasma das die zugefhrte elektrische Energie aufnimmt, eine Strahlung im breiten Wellenbereich aussendet und infrarote Strahlen von 10,6 mikrometer Wellenlnge optimal verstrkt F! Anwendung Festkrperlaser: Punkt- und Mikroschweien von Kleinteilen ! --> Hauptanwendung :! - Verbindung von Drhten ! ! ! ! ! - Kontaktieren von Schaltungen ! ! ! ! ! - Schweien elektronischer Mikrobauelemente Gaslaser --> Hauptanwendung: thermisches Trennen --> Vorteil: hohe Genauigkeit beim Kontorenscheiden 1.2.4 Unterpulverschweien A! Verfahrensprinzip Bild 10 9,5x5 U5 1. Es wird eine Plank zugefhrte Draht oder Bandelektrode kontinuierlich unter einer schiecht krnigen Schweipulvers abgeschmolzen 2. Der Lichtbogen brennt unsichtbar von aussen zischen Elektrode und Werkstck innerhalb einer Gasgefllten Schweikaverne 3. Das Schweipulver setzt sich berwiegend aus mineralischen Bestandteilen 4. Dadurch wird das Schmelzbad vor der Atmosphre geschtzt 5. Das Schweipulver wird vor dem Schweien aufgeschttet und danach abgesaugt ! --> Reste werden zurckgefhrt ! ! ! ! 20.12.11

B!

Anwendungen 1. Schweistromstrke, Spannung und Schweigeschwindigkeit in weiten Grenzen variiert --> die geschlossene Naht wird durch die Kaverne geschtzt 2. Draht-Elektroden-Durchmesser von 3... 5mm, Stromstrke ca. 300... 1200 A, Schweispannung zwischen 25... 40 V - Abschmelzleistung bis ca. 15 kg pro Stunden - Schweigeschwindigkeiten von 30... 120 cm pro Minute 3. Vor allem zum Schweien langer Nhte - fr Rundnhte mit groen Durchmesser - Behlterbau, Schiffsbau, Rohrfertigung, Fahrzeugfertigung , Stahlbau

1.3 Widerstandspreschweien 1.3.1 Punktschweien (RP-Schweien) A! Verfahrensprinzip Bild 12

Bild 11: 12,5x6!

! B! ! !

1. Werkstcke werden an denn Stochen erwrmt und unter Kraftwirkung linsenfrmig geschweit 2. Strom und Kraft werden durch Punktschwei Elektroden bertragen 3. Varianten Einzelpunkt, Doppelpunkt oder Vielpunktschweien 4. Unterschieden zwischen Einseitigem und zweiseitigen Punktschweien 5. Der Schweistrom wird ber die Stabfrmigen (bei greren Anlagen Wassergekhlten Elektroden aus legiertem Kupfer) beidseitig auf die berlappten Blechteile bertragen 6. Stromstrken 65 kA - Spannungen bis 15 V 7. Die Anlagen werden mit Wechselstrom oder Gleichstrom betrieben ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 04.01.2012! Einsatz : ! prinzipiell Verarbeitung dnner Bleche ! ! Blechstrken von 2x 0,1 mm bis 2x 10 mm --> Elektrotechnik, Haushaltstechnik, Karosseriebau, Flugzeugbau

Bsp. : schweien von Zunlegierten Stahlblechen: ! - Elektrodenkraft 1,4 kN ! - Schweistrom 6,5 kA ! - Punkt Durchmesser ca. 4 mm ! --> Mindestzugfestigkeit 3,5 kN C! Besonderheiten

Vorteile: -keine Nahtvorbereitung - kurze Schweizeiten - automatisierbar - kleine WEZ (Wrme-Einuss-Zone) - geringer Anspruch an Toleranzen

Nachteile: - geringe Dauerfestigkeit - Qualittsprfung schwierig - oft Korrosionsschwachstellen D! ! ! Elektroden: ! ! Merkblatt DVS 2903, Werkstoffe ! ! ! DIN IS05182 - notwendige Eigenschaften: gute elektrische und thermische Leitfhigkeit groe Warmhrte - aus: ! - CuCr - Legierungen ! - CuCrZr - Legierungen ! - CuCo- Be - Legierungen

1.3.2 Rollennahtschweien (RR - Schweien) A! Verfahrensprinzip 1. Die Werkstcke werden an dem Stochen erwrmt und unter Kraft geschweit 2. Strom und Kraft werden von beiden Seiten durch ein Rollenelektrodenpaar oder eine Rolle und einem Dorn B! Der Einsatz 1. fr Massenbedarfsartikel wie Radiatoren, Benzinkanister, Dosen, Fsser, Lngsgeschweiterohre, Behlterfertigung 2. In der Mikro und Przisionstechnik (u.a. Brillen) Bild 13: 7,5 x 8 U5 C! Einrichtungen 1. Lngs- und Quernahtsschweimaschinen Bild 14 x 6 U5 2. fast nur Wechselstrom (ein- oder dreiphasig) oder periodisch nach Stromkontaktprogramm --> Gleichstrom mglich Bild 15: 6,5 x 9 U6 1.3.3 Buckelschweien (RB - Schweien) A! Verfahrensprinzip !

Bild 17 : 7 x 8 U6 1. Werkstoffe berhren sich an Stochen der Buckel 2. Erwrmen und Schweien an Stostellen 3. Der Buckel wird dabei Ganz oder Teilweie eingeebnet 4. Strom und Kraftbertragung durch Elektroden 5. Varianten (gleichzeitig geschweit) ! -Einzelbuckel, -Doppelbuckel -Vielbuckelschweien

B!

Einsatz 1. Massenfertigung im Dnnblech Bereich 2. Hohlkrper fr elektronische Bauelemente 3. Brillenstecker, Klemmelektroden, Kontakttrger fr Mikroelektronik 4. Bis zu 20 Buckel gleichzeitig bei einem Gesamtstrom von ber 150 kA mglich 5. Bei mehrere Buckel, Wassergekhlte Schweiwerkzeuge

1.3.4 Abbrennstumpfschweien (RA - Schweien) A! Verfahrensprinzip

Bild 18: 9c6,5 U6 1. Die Werkstcke werden an denn Stochen durch Bildung von Schmorkontakte erwrmt wobei Schmelziger Werkstoff durch den Metalldampfdruck aus den Stochen heraus geschleudert wird 2. Schweien erfolgt unter Kraftwirkung durch schlag artiges Stauchen 3. Der beim abbrennen entstehende Metalldampf bt einen Schutz vor Oxidation des Metalls an der Fgestelle aus 4. Dem Abbrennen kann ein Vorwrmen durch mehrfaches Berhren an der Stirnche oder durch Fremderwrmung 5. Strom und Kraft werden durch Spannbacken bertragen B! Einsatz -Einzeldrhte ab ab 0,04 mm -Querschnitte voll bis 70.000 mm2 -Rohre bis 120.000 mm2 ! fr:! - Felgen ! ! - Karosserierahmenteile ! ! - Drhte, Ketten ! ! - Prolkonstruktionen ! ! - Werkzeuge wie Bohrer, Frser C! ! Bemerkungen 1. Schweigrat wird meist in warmen Zustand abgeschlagen ! --> Innengrt wie bei Rohren mit Dorn ! 2. Teile knnen nach dem Schweien Wrmebehandelt werden 3. Es knnen verschiedene Werkstoffe miteinander verschweite werden, z.B. Alu mit Kupfer 1.4 Reibschweien A! Verfahrensprinzip

BILD 23: 11,5 x 3,5 U9 1. Die Werkstcke werden an denn Stirnchen unter Druck bewegt und es entsteht Reibungswrme

2. An Stelle eines der Werkstcke kann ein Schweizusatz treten ! ==> Auftragschweien (DIN 1910 Teil 2) 3. Beim Verbindungsschweien wird nach der Reiberwrmung die Relativbewegung in 0,1 bis 0,5 Sekunden beendet (entspricht einem Bremsen) ! --> Es erfolgt das Schweien unter konstanten oder erhhten Druk 4. Durch den Reibungsvorgang wird plastiziertes Material nach auen gedrckt ! ==> Wulstbildung ! ==> Oxide und Verunreinigungen werden entfernt (nach Auengedrckt) ! ==> Ein Zustzlicher Stauchdruck (erhhen) ergibt ein so genanntes ! ! verschmieden (Hochwertige Schweiverbindung) B! Technologie 1. Relativgeschwindigkeit 0,6... 3 m/s bei Drehzahlen von 400... 3000min-1 2. Erwrmungsdruck von 20... 200 MPa 3. Schweidruck von 30... 300 MPa 4. Nach Erwrmungszeit von 1 bis 30 s wird rotierendes Teilabgebremst und einem Konstanten oder gestuften Druckprogramm in tschw. (Schweizeit) = 1... 5 s geschweit --> l : Verkrzung in Erwrmungsphasen C! Schweibare Werkstoffe - Bausthle! - Wolfram D! Einsatz - Werkzeugfertigung - Fahrzeugbau und Landtechnik - Getriebefertigung - Chemieanlagenbau (Rohre und Flasche) - Drhte ab 0,04 mm - Ketten, Rohre.... E! Besonderheiten 1. Groe Spritzer Bildung und groe lngen Zugabe vor dem Schweien 2. Es entsteht eine Hochfeste Verbindung 3. Der Staubgrad wird nach dem Schweien beseitigt durch abdrehen, schleifen oder hnlichem 4. Querschnitte der zufgenden Teile mssen an der Berhrungsseite gleich sein ! -Durchmesser von 0,7... 200 mm Vollmaterial ! -Durchmesser bis 400 mm bei Rohren 5. keine Zusatzwerkstoffe verwendet 6. kurze Schweizeiten 1.5 Gasschmelzschweien A! Verfahrensprinzip - hochlegierte Sthle -Titan, Tantal,...

Bild F8 12 x 12

1. Beim Gasschmelzschweien auch als Autogenschweien bezeichnet dient eine Brenngas Sauerstoffame als Wrmequelle 2. Die beiden Werkstckanken schmelzen im Schweinaht Bereich und ieen ineinander 3. Dnne Bleche knnen als Brdelnaht ohne Schweizusatz geschweit werden 4. Bei dicken Blechen wird ein Stabfrmiger Schweizusatz verwendet 5. Die getrennte Zufhrung von ebenfalls aufzuschmelzenden Schweizusatz und Schweibrenner ermglicht gute Zwangslagen Schweiungen 6. Brenngase und ihre Verbrennugswerte unter reinem Sauerstoff

Brenngas Wasserstoff H2 Acetylen C2H2 Propan C3H8 Methan CH4 (Erdgas)

Heiwert kJ/m3 I 10750 57120 93000 36000 II

Einprgung Flammentempera -tur 2525 3180

_

Farbe Flammenleistung kJ/cm2*s

ca. 14 grau ca. 45 gold 11 ca. ca. 13 rot

III2850 2750 IV

V gelb 7. Entscheidend ist neben der Flammentemperatur Flammenleistung resultierend aus VI grn Heizwert und Verbrennungsgeschwindigkeit ! ! ==> Acetylen hat sich durchgesetzt ! ! ==> Propan beim Lten ! ! ==> Erdgas hchstens zur Vorwrmung ! ! ==> Wasserstoff mitunter zum Hartlten B! Acetylen - Sauerstoff - Flamme CaC2 + 2H2O + C2H2 + Ca(OH)2 + Wrmeenergie ==> Acetylenentwickler nicht mehr in Betrieb selbst Bild F9: 8,5 x 8 UF5 Bild F10: 8,5 x 9,5 UF5 F11: 16 x 8,5 UF5 1. Ausbrenner Mundstck strmendes Gassauerstoff - Gemisch meist im Verhltnis 1 zu1bleibt zunchst unverndert bestndig Bild 10 Position 1 2. Im Hell leuchteten Kern zerfllt Acetylen unter starker wrme Entwicklung Position 2 3. In der ersten Verbrennungsstoffe Position 3 wird bei hchster Temperatur vor 3400 K vorhanden sind die Reduzierenden Gase Kohlenoxid (Co) und Wasserstoff (H2) 4. Wird dieser hell leuchtende Kern in das Schmelzbad getaucht nimmt er Kohlenstoff, Wasserstoff oder Sauerstoff auf ! ==> Schmelze wird aufgekohlt (hart + sprd) odder Legierungselemente ! ! brennen ab

5. Abhngig vom Mischungsverhltnis M Acetylen/Sauerstoff unterscheidet man: ! - Neutrale Flamme M 1:1 ! ==> blichen Schweiungen ! - oxidierende Flamme M < 1 ! ==> nicht fr Stahlschweiung ! - Aufkohlende Flamme M > 1 ! ==> nur Guschweierei C! Zusatzwerkstoffe : Schweistbe Tab. F11 Kennzeichnung der Gasschweistbe !

Siehe Bild IPad

1. Schweistbe haben die Regellnge von 1000mm 2. Sie sollen beim Schweien Leicht und gleichmig ieen, eine leicht ige einfach zu entfernde Schlacke bilden und nicht zur Poren und Spritzerbildung Neigen 3. Die chemische Zusammensetzung der Schweistbe soll weitgehend der des Grundwerkstoff entsprechen 4. Kurzzeichen fr denn Stab zum Gasschweien O dann sieben Klassen nach Tafel 11 von Z bis rmisch VI

D!

Einsatzbereich - max. bis Blechdicke 8 mm - mglichst keine hochlegierten Sthle schweien ! ==> Aufkohlen, Abbrand mglich - Auftragsschweien

2 Kelben2.1 Allgemeines Aufgaben: a) Verbinden von Konstruktionsteilen b) sicher von Schrauben c) Dichtung von Fgechen d) Miniaturisierung elektronischer Bauteile Anwendung: - Fahrzeugbau, Flugzeugbau, Maschinenbau, zum befestigen von Lagern, Gehuseabdichtungen Vorteile des Klebens: a) Keine Gefgevernderung b) gleichmige Spannungsverteilung c) Viele Werkstoff Kombinationen mglich d) Dichte Verbindungen e)wenig Passarbeiten erforderlich f)Einsatz isolieren oder elektrisch Leitfhig Nachteile des Klebens: a) Groe Fgeche ntig b) geringe Dauerfestigkeit c) geringe Warmfestigkeit d) Mit unter lange Aushrtung e) Alterung beachten 2.2! Grundlagen a) Die Haltbarkeit einer Klebeverbindung hngt von der Adhsionskraft des Klebstoffs an denn Fgechen und der Kohsionskraft im inneren der Klebeschicht ab Bild 2 U7 : 6 x 5 Bild 3 U7 : 6 x 3,5 Bild 4 U7 : 6 x 3,5

b) Eine hohe Adhsion lsst sich nur er reichen wenn die Fgeche sauber Trocken und leicht aufgeraut sind c) Durch denn Aushrtungsvorgang entsteht aus de Dnnssigen Kleber ein fester Kunststoff d) berlappungslnge der zu fgenden Teile soll 5x bis 20x die Blechdicke bertreffen e) Klebeverbindung auf Abscheren, nur gering auf Zugbeanspruchung ==> Klebechen mssen grochig sein und drfen nicht auf Abschlen beansprucht werde. 2.3 Beanspruchbarkeit von Klebeverbindungen Zugfestigkeit! ! - niedrig! ! ! - mittlere! ! ! ! ! - hoch! ! ! ! bis 5 N/mm2!! ! ! ! bis 10 N/mm2! ! ! ! ! ! ! ber 10 N/mm2! ! ! ! ! ! ! ! ! !!

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Charakteristik - in Feinmechanik - Schmuckindustrie - beliebiges Klima mglich - Maschinenbau Kontakt mit len usf. mglich - beliebiges Klima mglich - Fahrzeugbau, Behlterbau

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2.4 Oberchenspannung / Oberchenenergie a) Die Oberchenspannung eines Stoffes ist die Spannung die die Oberche bei gegebenen Volumen zu verkleinern sucht

b) Ermittlung der Oberchenspannung als Schnelltest mit Prftinten Die Prftinten weisen jeweils eine denierte Oberchenspannung auf und werden auf dem Pring aufgetragen ==> nach 2 s sieht man ob sich die Tinte zusammenzieht oder verluft ==> die Oberchenspannung entspricht der Tinte die sich auf der Oberche gerade noch nicht ndert 2.5 Klebstoffarten a) Physikalisch aushrtende Klebstoffarten ! Tabbelle 1: 14,5 x 8U7

==> fr Lsemittel- und Dispersionsklebstoffe: einefache Trocknung ==> fr Schemlzklebstoffe: physikalisch durch Abkhlen b) Reaktionsklebstoffe ==> hrten durch chemische Reaktion aus - Klebstoffe bestehen aus Reaktionsfhigen nieder Molekularen Verbindungen - Whrend der chemischen Aushrtung berfhrung in hoch molekulare Vernetzte Poliemre -Unterscheidung nach Verarbeitungstemperatur: ! - Warmklenstoffe! ! - Kaltklebstoffe - Unterscheidung nach Zusammensetzung: Ein- und Zweikomponentenkleber - Unterscheidung nach Reaktionstyp: Polymerisationsklebstoffe Polyaditionsklebstoffe Polykondensationsklebstoffe 2.6 Vorbehandlung der Oberche ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 24.01.12 a) mechanische Vorbehandlung: Strahlen, Schmirgeln b) chemische Vorbehandlung: Beizen ==> gleichzeitig Oberchen aufgeraut 2.7 Klebstoffverarbeitung a) Zwei Komponenten Kleber mssen in der erforderlichen Menge und im richtigen Mischungsverhltnis unmittelbar vor dem Auftrag gemischt werden b) Die Verarbeitungszeit die Topfzeit ist begrenzt c) Je nach Lieferform wird der Kleber mit der Spritzpistole, den Pinsel, den Spachtel oder durch auegen einer Klebefolie dnn und gleichmig auf getragen 2.8 Aushrtung a) Ist beim Kleben eine Druckanwendung erforderlich so muss diese mglichst gleichmig gegebenenfalls ber eine Vorrichtung erfolgen b) Abbindungstemperatur und Abbindungszeit sind allgemein von einander abhngig c) Kalt hrtende Kleber binden allgemein bei 18 C d) Die erforderliche Festigkeit kann nach Stunden aber auch nach 1 bis 2 Tagen erreicht werden 2.9 Zusammenfassung (Kleben) a) Die Dicke einer Klebstoff-Schicht soll 0,1 bis 0,3 mm betragen b) whrend der Aushrtung mssen die geklebten Teile gegen verrutschen gesichert sein c) Klebstoffe soll nie mit der Hand in Berhrung kommen d) Arbeitsschutz beachten ==> Dmpfe

3 Ltena) Ist eine Stoffschlssige Verbindung (Fgen) oder ein Beschichten b) Die Schmelztemperatur des Lots liegt unter der der Grundwerkstoffe c) Es entsteht eine unlsbare stoffschlssige Verbindung ! ==> Die Verbindung soll fest dicht und leitfhig fr elektrischen Strom und ! Wrme sein 3.1 Grundlagen des Ltens A! Benetzungsvorgang ! Bild 2: 9,5 x 5,5 U6

a) Das Lot muss denn Grundwerkstoff benetzen und sich auf der Werkstck schnell ausrbreiten Ltmedien: ! - Flumittel! ! - Schutzgas !! - Vakuum b) Die Lottemperatur muss die Arbeitstemperatur (TA) c) Die Bindung zwischen Lot und Grundwerkstoff erfolgt durch wechselseitige Diffusion von Lot und Grundwerkstoff ==> Legierungsbildung d) Die Ltstelle muss metallisch rein sein ! ! ! Bild 3: 9,5 x 6 U7a B! Ltspalt und Ltfuge a) Man spricht:! ! ! ! ! Bild 4: 9,5 x 6 U8 -von Ltspalt wenn die Fuge < 0,25 mm ist -Ltfuge wenn Fuge > 0,25 mm ist

b) Durch die beiden dicht gegenberliegenden Flchen des Ltspalts wird die Adhsion des Werkstcks als die Kohsion im ssigem Lot ! ==> Durch diese Kapillarwirkung wird das Lot in denn Lotspalt hinein ! ! gezogen Bild 5: 9,5 x 9,5 U7a c) Ist die Ltfuge breiter als 0,5 mm wird das Lot nicht gengend hinein gezogen Bild 5: 9,5 x 9,5 U7a Auch ein zu enger Ltspalt wird nicht richtig gefllt deshalb Ltspalt nach Bild 0,05 bis 0,2 mm breit ==> Lttiefen ber 15 mm vermeiden C! Temperaturen beim Lten a) Reine Metalle und Zweistofegierungen mit entektischer Zusammensetzung besitzen einen festen Schmelzpunkt b) Dabei liegt der Schmelzpunkt der entektischen Legierung niedriger als der der beiden Grundwerkstoffe c) Bsp. : reines Zinn schmilzt bei 232 C Liegierung aus 63 % Zinn und 37 % ! reines Blei schmilzt bei 327 C Blei schmiltz bei 183 C

d) Die Arbeitstemperatur (TA) eines Lotes ist die niedrigste Oberchen Temperatur eines Werkstcks bei der das Lot benetzt iet und legiert Bild 7: 10 x 7,5 U7a Bild 8: 9,5 x 10 U7a 3.2 Ltverfahren !