Fahrenwaldt / Schuler Praxiswissen Schweißtechnik

Werkstoffe, Prozesse, Fertigung
3. Auflage 2009
ISBN: 978-3-8348-9234-8
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 638 Seiten, Web PDF

Reihe: Computer Science and Engineering (German Language)

Im Maschinen- und Apparatebau wie auch im Bauwesen oder im Schiffbau ist das Schweißen nach wie vor das dominierende Fügeverfahren. Die Tendenz zum Leichtbau führte in den v- gangenen Jahren verstärkt zur Entwicklung neuer, oft nicht schweißgeeigneter Werkstoffe, für die neue Verfahren zum Verbinden erforderlich wurden. Auch traten manche älteren Verf- ren in den Hintergrund (getreten) und wurden durch wirtschaftlichere verdrängt (worden). Somit hat sich das Spektrum sehr stark verändert. Die Sicherheit eines Bauteils, einer Anlage oder Bauwerks wird aber nicht erst durch die Q- lität der Fertigung und der verwendeten Verfahren bestimmt. Wesentlich von Einfluss ist die Konstruktion, die neben der Gestaltung auch die Berechnung und die Werkstoffauswahl - fasst. Dies trifft in besonderem Maße zu, wenn im Fertigungsablauf Fügeprozesse enthalten sind. Das vorliegende Buch behandelt beide Bereiche der Fügetechnik, die Fertigung und die K- struktion und gibt einen guten Überblick zu diesen Aspekten. Die 2. Auflage des Buchs war stark nachgefragt worden, so dass nach kurzer Zeit nun eine Neuauflage erforderlich wurde. In diese flossen bei der Bearbeitung die gemachten Erfahr- gen und Rückmeldungen aus dem Kreis der Leser ein. Bekanntgewordene Fehler wurden k- rigiert. Die Gliederung des Inhalts in den beiden früheren Auflagen hat sich bewährt und wurde b- behalten. So beginnt das Buch mit der Behandlung der klassischen Prozesse des Schmelz- und Pressschweißens wie auch des Lötens. Ergänzend werden das Metallkleben, das Kunststo- schweißen und das immer wichtiger werdende Fügen durch Umformen und Nieten vorgestellt.

Zielgruppe

Professional/practitioner

Autoren/Hrsg.

Fahrenwaldt, Hans J.

Schuler, Volkmar

Weitere Mitwirkende

Twrdek, Jürgen

Wittel, Herbert

Inhaltsverzeichnis

Schmelzschweißprozesse.- Prozesse des Pressschweißens.- Löten.- Metallkleben.- Fügen durch Umformen.- Kunststoffschweißen.- Auftragschweißen und Thermisches Spritzen.- Thermisches Trennen.- Flammrichten.- Werkstoffe und Schweißen.- Schweißnahtberechnung.- Darstellung und ausführung von schweißverbindungen.- Anforderungsgerechte gestaltung von schweißkonstruktionen.- Anwendungsgerechte gestaltung von schweißkonstruktionen.- Wirtschaftlichkeitsüberlegungen.- Qualitätssicherung.

Leseproben

"1 Einleitung (S. 1)

Das Schweißen zählt systematisch zu den Fügetechniken. In DIN 8953 sind die Prozesse des Fügens in sechs Gruppen geordnet, Bild 1-1. Die vier wichtigsten Prozesse sind das Fügen durch Umformen Schweißen, Löten und Kleben, Leimen, Kitten.

Alle dort genannten Prozesse zählen zu den unlösbaren Verbindungen. Die Abgrenzung der unlösbaren Verbindungen zueinander erfolgt für die wichtigsten Verfahren zweckmäßig über deren Definition wie folgt:

Fügen durch Umformen umfasst die Prozesse, bei denen die Fügeteile oder Hilfsfügeteile örtlich umgeformt werden, so dass die Verbindung durch Formschluss gegen ungewolltes Lösen gesichert ist.

Schweißen ist das unlösbare Vereinigen von Grundwerkstoffen (Verbindungsschweißen) oder das Beschichten eines Grundwerkstoffes (Auftragschweißen) unter Anwendung von Wärme oder von Druck oder von beidem, mit oder ohne Schweißzusätze.

Löten ist das Verbinden metallischer Werkstücke mit Hilfe eines geschmolzenen Zusatzmetalls (Lot), dessen Schmelztemperatur unterhalb derjenigen der zu verbindenden Grundwerkstoffe liegt. Die Grundwerkstoffe werden nicht aufgeschmolzen, sondern nur benetzt. Gegebenenfalls wird mit Flussmitteln gearbeitet.

Kleben ist das Fügen zweier Teile unter Verwendung eines Klebstoffs, d. h. eines nichtmetallischen Werkstoffs, der die Fügeteile durch Oberflächenhaftung (Adhäsion) sowie zwischen- und innermolekulare Kräfte im Klebstoff (Kohäsion) miteinander verbindet. Der wichtigste Prozess davon ist derzeit das Schweißen. Je nach Art des zu verbindenden Grundwerkstoffes, dem Zweck des Schweißens oder der Art der Fertigung können weitere systematische Unterteilungen vorgenommen werden.

Tabelle 1-1 gibt einen Überblick über die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit der wichtigsten Verfahren. Das so genannte ""Schweißtechnische Dreieck"" umkreist den Problemkreis der Schweißtechnik. Es verdeutlicht, dass die drei Einflussgrößen Werkstoff, Konstruktion und Fertigung beim Schweißen aufeinander abgestimmt sein müssen, wenn die „Schweißbarkeit des Bauteils"" gegeben sein soll. DIN 8528 Teil 1 definiert diesen Begriff wie folgt:

Die Schweißbarkeit eines Bauteils aus metallischem Werkstoff ist vorhanden, wenn der Stoffschluss durch Schweißen mit einem gegebenen Schweißverfahren bei Beachtung eines geeigneten Fertigungsablaufs erreicht werden kann. Dabei muss die Schweißung hinsichtlich ihrer örtlichen Eigenschaften und ihres Einflusses auf die Konstruktion, deren Teile sie sind, die gestellten Anforderungen erfüllen.

Werkstoff, Konstruktion und Verfahren beeinflussen sich gegenseitig im Sinne eines technischen Systems, d. h. wird eine Größe verändert, so ist dies von Einfluss auf die beiden anderen Größen. Die genannten Größen werden durch die Eigenschaften:

– Schweißeignung (Verfahren – Werkstoff),

– Schweißsicherheit (Werkstoff – Konstruktion) und

– Schweißmöglichkeit (Verfahren – Konstruktion)

miteinander verknüpft.

Die Schweißeignung bezieht sich auf den Werkstoff. Sie ist gegeben, wenn der für die Konstruktion vorgesehene Werkstoff mit einem ganz bestimmten Prozess ohne wesentliche Beeinträchtigung der Eigenschaften geschweißt werden kann.

Durch Schweißen können Verbindungen geschaffen werden, die in der Schweißnaht die gleichen Eigenschaften aufweisen, wie sie der Grundwerkstoff zeigt. Eine Ausnahme bildet dabei derzeit noch die Dauerschwingfestigkeit, deren Werte in allen Fällen für die Schweißnaht unter denen des Grundwerkstoffs liegen. Für die Stähle stehen in den meisten Fällen geeignete Schweißverfahren zur Verfügung, auch die klassischen Gusswerkstoffe können heute in vielen Fällen zuverlässig geschweißt werden.

Abgesehen von Legierungen mit besonderen Eigenschaften wird das Schweißen von NE-Metallen ebenfalls weitgehend beherrscht. Der Werkstoff wird beim Schweißen durch die eingebrachte Wärme beeinflusst."

Über Autor(innen)

Prof. Dr.-Ing. Hans J. Fahrenwaldt, vorm. FH Reutlingen, ist heute als beratender Ingenieur tätig.
Prof. Dr.-Ing. Volkmar Schuler leitete an der FH Ulm das Schweißtechniklabor und lehrte die Gebiete Werkstoffkunde und Schweißtechnik. Er ist heute als beratender Ingenieur im Steinbeis-Transferzentrum an der Hochschule Ulm für Fügetechnik tätig.