Schweißtechnik

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1. Grundlagen

Zusammenfassung

Produktion (lat.: producere = hervor führen) ist der Prozess der Transformation von Ausgangsstoffen (Rohstoffen) in fertige bzw. weiter zu verarbeitende Produkte bzw. (Wirtschafts-)Güter. Dies erfolgt unter Einsatz von Energie sowie mithilfe spezifischer Produktionsmittel – sogenannter Produktionstechnik – nach festgelegtem Schema, d. h. auf der Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse in Verfahren und Prozessen, die vom Menschen technologisch beherrscht werden.

Mario Kusch, Klaus-Jürgen Matthes, Werner Schneider, Heiko Lang, Holger Letsch, Dietmar Schober, Stefan Thurner, Marcel Todtermuschke

2. Schweißbarkeit

Zusammenfassung

Für die Schweißbarkeit gilt entsprechend DINFachbericht ISO/TR 581 folgende, international gültige Definition:

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3. Schweißen mit Lichtbogen

Zusammenfassung

Der Lichtbogen ist eine Form der Gasentladung. Zwischen zwei Elektroden fließt elektrischer Strom über ein gasförmiges Medium. Voraussetzung dafür sind das Vorhandensein ausreichend freier Ladungsträger im Gas und eine elektrische Potenzialdifferenz zwischen den Elektroden.

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4. Schweißen mit Brenngas-Sauerstoff-Flamme

Zusammenfassung

Das Werkzeug der Autogentechnik ist eine Flamme, die als Werkzeug für thermische Prozesse einschließlich des Gasschweißens dient. Die thermische Wirkenergie wird durch die Verbrennung eines Brenngases freigesetzt. Obwohl die Bedeutung des Gasschmelzschweißens in den letzten Jahrzehnten zurückgegangen ist, besitzt dieses Schweißverfahren Vorteile, wie die Möglichkeit der Speicherung der am Prozess beteiligten Gase (Prozessgase) in Behältern.

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5. Schweißen mit Wider-standserwärmung

Zusammenfassung

Die zum Schweißen erforderliche Wärme wird durch Stromfluss über den elektrischen Widerstand der Fügestelle bzw. eines Hilfsstoffes erzeugt. Prin-zipiell wird in Widerstandspress- und Widerstandschmelzschweißverfahren unterschieden. Beim Widerstandsschmelzweißen werden der Grundwerkstoff im Bereich der Fügestelle und etwaiger Schweißzusatz durch die elektrische Widerstandserwärmung verflüssigt und es entsteht ein Schmelzbad.

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6. Schweißen mit Strahlen

Zusammenfassung

Für das Schweißen, aber auch für das Löten und thermische Trennen, werden energiereiche Strahlen genutzt, mit deren Hilfe der für das Fügen bzw. Trennen erforderliche Wärmeeintrag erreicht wird. Diese Strahlen werden entweder über optische oder magnetische Linsen bzw. Spiegel gebündelt und auf die Füge- oder Trennstelle fokussiert.

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7. Schweißen durch Bewegungsenergie

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Für das Schweißen metallischer Werkstoffe werden folgende Formen kinetischer Energie ausgenutzt:

• statischer oder dynamischer Druck, der auf die zu verbindenden Teile einwirkt (Kaltpressschweißen, Sprengschweißen),
• Reibung, die durch eine oszillierende translatorische Relativbewegung der zu verbindenden Teile unter Einwirkung eines statischen Drucks entsteht (Ultraschallschweißen),
• Reibung, die vorwiegend durch eine rotierende oder oszillierende Relativbewegung der zu verbindenden Teile unter Einwirkung eines statischen Drucks entsteht (Reibschweißen).

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8. Schweißen durch festen Körper

Zusammenfassung

Heizelemente werden für das Warmpressschweißen (auch Thermokompressionsschweißen oder TC-Bonding) metallischer Werkstoffe genutzt. Die Heizelemente dienen der Erwärmung der Fügestelle und dem Aufbringen der notwendigen Presskräfte, welche an der Schweißstelle die notwendige Verformung hervorrufen. Die Erwärmung der Bauteile an der Fügestelle kann sowohl durch eine äußere Wärmequelle (z. B. Gasflamme) als auch durch das Schweißwerkzeug oder die Werkstückaufnahme erfolgen. Die Wärmequelle kann kontinuierlich oder impulsartig wirken.

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9. Schweißen mit Metallschmelzen

Zusammenfassung

Aluminium besitzt eine größere Affinität zu Sauerstoff als die meisten anderen Metalle. Aluminium, in fein verteiltem Zustand, ist dadurch in der Lage, die Oxide dieser Metalle zu reduzieren. Es laufen folgende Reaktionen ab:

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10. Schweißen durch Diffusion

Zusammenfassung

Metallische Werkstoffe bestehen aus einer oder mehreren Atomarten, deren Zusammenhalt in der Gitteranordnung durch die Bindungen zwischen den Atomen beschrieben wird. In einem metallischen Festkörper schwingen die Atome bei Raumtemperatur um ihre Gitterplätze mit Amplituden in der Größenordnung 5 … 10 % des Atomabstandes. Eine Erhöhung der Temperatur des metallischen Festkörpers führt zu einer Vergrößerung der Amplitude und der Atomabstände und, damit verbunden, einer Schwächung der Atombindungen.

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