Praxiswissen Schweißtechnik (eBook)

Werkstoffe, Prozesse, Fertigung

Hans J. Fahrenwaldt, Volkmar Schuler (Autoren)

eBook Download: PDF

2009 | 3. Aufl. 2009
XII, 638 Seiten
Vieweg & Teubner (Verlag)
978-3-8348-9234-8 (ISBN)

Infos

Schweißen ist nach wie vor das wichtigste Fügeverfahren. Neben der unübertroffenen Wirtschaftlichkeit erlaubt es konstruktive Ausführungen, die in hohem Maße die Bedürfnisse nach Flexibilität und Gewichtsoptimierung berücksichtigen. Dieses Buch stellt alle relevanten und modernen Verfahren der Schweißtechnik vor und gibt umfassende Informationen zur anforderungs- und anwendungsgerechten Gestaltung von Schweißkonstruktionen. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und ein Kapitel zur Qualitätssicherung geben wichtige Hinweise für die Praxis. Beispiele von Schweißnahtberechnungen sind enthalten. Im Anhang befinden sich zahlreiche Einstelltabellen und umfangreiche Angaben zu Normen. Bei der neuen vollständig normenaktualisierten Auflage wurde das Kapitel zum Arbeits- und Gesundheitsschutz erweitert und das Kapitel Schweißzusätze überarbeitet.


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.

Inhalt

Vorwort 5
Inhaltsverzeichnis 7
1 Einleitung 13
2 Schmelzschweißprozesse 19
2.1 19
2.2 Metall-Lichtbogenschweißen (11) 29
2.3 Schutzgasschweißen (SG) 60
2.4 Gießschmelzschweißen (AS/71) 80
2.5 Elektronenstrahlschweißen (EB/51) 81
2.6 LASER-Schweißen (LA/52) 83
2.7 Elektroschlackeschweißen (RES/72) 93
3 Prozesse des Pressschweißens 95
3.1 Widerstandspressschweißen 95
3.2 Gaspressschweißen (GP/47) 105
3.3 Lichtbogenpressschweißen 105
3.4 Diffusionsschweißen (D/45) 109
3.5 Reibschweißen (FR/42) 111
3.6 Kaltpressschweißen (KP/48) 113
3.7 Sprengschweißen (S/441) 114
3.8 Ultraschallschweißen (US/41) 116
4 Löten 118
5 Metallkleben 125
6 Fügen durch Umformen 135
7 Kunststoffschweißen 140
8 Auftragschweißen und Thermisches Spritzen 149
8.1 Auftragschweißen (siehe auch Kapitel 14.6.3) 149
8.2 Thermisches Spritzen 155
8.3 Verfahren des Thermischen Spritzens 156
8.4 Wirtschaftlichkeit des Thermischen Spritzens als Beschichtungsverfahren 165
8.5 Beispiele wirtschaftlicher Einsätze und Anwendungen 166
9 Thermisches Trennen 171
10 Flammrichten 183
11 Werkstoffe und Schweißen 192
11.1 Stahl und Eisen 192
11.2 Nichteisenmetalle 217
12 Schweißnahtberechnung 237
12.1 Abmessungen der Schweißnähte 237
12.2 Berechnung der Schweißnahtspannungen 241
12.3 Festigkeitsnachweis bei vorwiegend ruhender Beanspruchung 246
12.4 Ermüdungsfestigkeit von Schweißverbindungen 255
12.5 Dauerfestigkeitsnachweis für Schweißverbindungen im Maschinenbau 261
12.6 Betriebsfestigkeitsnachweis für Krantragwerke nach DIN 15018 280
12.7 Nachweis der Werkstoffermüdung für Stahlbauten 285
12.8 Schweißeigenspannungen und -verformungen 294
13 Darstellung und Ausführung von Schweißverbindungen 314
13.1 Zeichnerische Darstellung von Schweißnähten 314
13.2 Stoßarten, Fugenformen und deren Auswahl 325
14 Anforderungsgerechte Gestaltung von Schweißkonstruktionen 330
14.1 Beanspruchungsgerechte Gestaltung 330
14.2 Fertigungsgerechte Gestaltung 345
14.3 Werkstoffgerechte Gestaltung 358
14.4 Korrosionsgerechte Gestaltung 370
14.5 Prüfgerechte Gestaltung 375
14.6 Instandsetzungsgerechte Gestaltung 378
14.7 Mechanisierungs-/Automatisierungsgerechte Gestaltung 386
15 Anwendungsgerechte Gestaltung von Schweißkonstruktionen 393
15.1 Stahlbau – Trägergestaltung und Trägeranschlüsse 393
15.2 Behälter-, Apparate-, Druckgefäße-, Tank- und Rohrleitungsbau 411
15.3 Gestaltung von Maschinenelementen 440
15.4 Gestaltung im Fahrzeugbau 444
15.5 Schweißen und Löten im Luft- und Raumfahrzeugbau 462
15.6 Schweißen in Feinwerktechnik und Elektronik 472
16 Wirtschaftlichkeitsüberlegungen 482
17 Qualitätssicherung 488
17.1 Schweißtechnische Qualitätsanforderungen und Schweißaufsicht 489
17.2 Schweißen in gesetzlich geregelten Bereichen 493
17.3 Schweißnaht – Verfahren und Möglichkeiten der Prüfung 498
17.4 Fehlertoleranzen und Unregelmäßigkeiten von Schweißverbindungen 508
17.5 Schulung und Prüfung von Schweißern und Bedienern von Schweißeinrichtungen 519
17.6 Gesundheits-, Arbeits- und Brandschutz (GABS) 530
18 Anhang 539
18.1 Tabellen und Diagramme 539
18.2 Normen in der Schweißtechnik 613
Sachwortverzeichnis 625

Textauszug

"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."

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 1.2.2009
• Co-Autor: Jürgen Twrdek, Herbert Wittel
• Zusatzinfo: XII, 638 S. 560 Abb.
• Verlagsort: Wiesbaden
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• Schlagworte: Arbeitsschutz • Auftragschweißen • Betriebsfestigkeitsnachweis • Dauerfestigkeitsnachweis • Ermüdungsfestigkeit • Flammrichten • Fügen • Laserschweißen • Löten • Metallkleben • Normen • Pressschweißen • Pressschweißverfahren • Qualitätssicherung • S • Schmelzschweißprozess • Schmelzschweißprozesse • Schutzgasschweißen • Schweißnahtberechnung • Thermisches Spritzen
• ISBN-10: 3-8348-9234-3 / 3834892343
• ISBN-13: 978-3-8348-9234-8 / 9783834892348