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Erschienen in:

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

5. Fügen

verfasst von : Prof. Dr.-Ing. Alfred Herbert Fritz

Erschienen in: Fertigungstechnik

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Beim Fügen wird der Stoffzusammenhalt vermehrt (ebenso beim Beschichten). Die Werkstücke werden also miteinander verbunden (oder erhalten eine fest anhaftende Oberflächenschicht). In der Hauptgruppe 4 Fügen nach DIN 8580 sind die wichtigsten Fügeverfahren das Schweißen, Löten und Kleben. Beim Schmelzschweißen werden die Fügeflächen angeschmolzen. Meist wird mit einem Schweißzusatz gearbeitet, eine äußere Kraft wird nicht angewendet. Beim Pressschweißen dagegen wirkt eine äußere Kraft und es findet eine plastische Verformung statt. Dabei wird ohne Schweißzusatz gearbeitet. Das Löten ist ein Fügeprozess, bei dem die zu verbindenden Teile nicht aufgeschmolzen werden. Es entsteht (wie beim Schweißen) eine nicht lösbare Verbindung durch das Aufschmelzen des Lotes als Zusatzwerkstoff. Beim Kleben wird die Verbindung von Fügeteilen durch eine dünne Klebstoffschicht erreicht. Die Festigkeit hängt von der Eigenfestigkeit der Klebstoffe ab (Kohäsion) sowie von den Bindekräften zwischen Klebstoffschicht und Fügeteiloberfläche (Adhäsion).

Die Schweißverfahren wurden gestrafft und aktualisiert. Neu hinzugekommen ist das Fügen durch Umformen (Nieten, Bördeln, Clinchen). Diese Verfahren spielen eine wichtige Rolle für die Kfz-Fertigung.

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Dies ist das Verhältnis des durch mechanische Schweißverfahren abgeschmolzenen Schweißguts zur gesamten Schweißgutmenge.

Der Begriff „Leistungsdichte“ in \(\mathrm{W/cm}^{2}\), kennzeichnet die Fähigkeit der Wärmequelle, wieviel Energie sie jedem \(\mathrm{cm}^{2}\) der Oberfläche zuführen kann. Davon zu unterscheiden ist die Kenngröße Streckenenergie \(E\). Sie gibt die Wärmemenge an, die jedem Zentimeter der Schweißnahtlänge von der Wärmequelle zur Verfügung gestellt wird.

Der wasserstoffinduzierte Kaltriss wird im englischen Schrifttum delayed (verzögert) fracture genannt. Diese Bezeichnung drückt aus, dass die Risse erst Stunden (Tage) nach der Wasserstoffbeladung entstehen (können).

Alle Volumenangaben im Folgenden sind Normvolumen nach DIN 1343.

englisch: to pinch; abquetschen, abkneifen.

Schweißarbeiten mit einer erhöhten elektrischen Gefährdung liegen vor bei einer Zwangshaltung (z. B. kniend, sitzend, liegend), an einem Arbeitsplatz, dessen freier Bewegungsraum zwischen elektrisch leitfähigen Teilen kleiner als 2 m ist (z. B. bei Schweißarbeiten innerhalb eines Kessels mit Einstieg durch eine Mannlochöffnung oder in nassen, feuchten oder heißen Arbeitsplätzen).

Sie wird auch als CP-Charakteristik (Constant Potential) bezeichnet.

Die sauer- und rutil-sauer-umhüllten Stabelektroden werden bei etwa \(100\,^{\circ}\mathrm{C}\), die basisch-umhüllten bei etwa 250 bis \(300\,^{\circ}\mathrm{C}\) getrocknet.

Zum Verringern der Reibung an der Pressdüsenwand bei der Herstellung werden jedem Stabelektrodentyp Gleitmittel zugesetzt. In der Hauptsache wird dafür wasserhaltiges Natron- oder Kaliwasserglas (\(\mathrm{Na_{2}SiO_{3}}\) bzw. \(\mathrm{K_{2}SiO_{3}}\)) verwendet.

englisch: acid; sauer, Säure.

Diese Bezeichnung leitet sich von Rutil (\(\mathrm{TiO_{2}}\)), dem wichtigsten titanhaltigen Erz ab.

englisch: basic; basisch.

englisch: cellulose; Zellulose.

Dies ist die Spannung, mit der man ein Elektron beschleunigen muss, damit es ein Atom ionisiert.

Mit genügender Genauigkeit gilt \(f\sim(10\;\text{bis}\;15)\cdot D\).

Eine Stabelektrode mit einem (Kernstab-)Durchmesser von 4 mm besitzt einen metallischen Querschnitt von ca. \(12{,}6\,{\text{mm}}^{2}\). Bei einer mittleren Schweißstromstärke von 170 A ergibt sich eine Stromdichte von nur \(13{,}5\,\mathrm{A}/{\text{mm}}^{2}\).

Die Stromdichte ist so groß, dass extreme Überhitzungserscheinungen in der Schmelze beobachtet werden (Verlust an Legierungselementen und Desoxidationsmitteln). Diese „Hochstromverfahren“ können nur maschinell betrieben werden.

Die Standardabmessungen der Bandelektroden betragen \(30\,{\text{mm}}\times 0{,}5\,{\text{mm}}\) und \(60\,{\text{mm}}\times 0{,}5\,{\text{mm}}\). In der Praxis werden bereits Elektroden mit \(120\,{\text{mm}}\times 0{,}5\,{\text{mm}}\) verwendet.

Die Verfahrensbezeichnung „EB“ ist die Abkürzung für Electron Beam Welding.

Der Kristall ist ein Yttrium-Aluminium Granat (Nd-YAG), bei dem im Gitter Y3+-Ionen durch Nd3+-Ionen (Neodym) als aktiver Bestandteil ersetzt werden.

Einen Podcast zur visuellen Einführung findet man bei: www.wissensfloater.com unter Produktionstechnik: Metalle schneiden mit dem Laserstrahl.

Die Scherzugfestigkeit wird vielfach als Kennwert für die erreichten Festigkeitseigenschaften von Punktschweißverbindungen verwendet.

Zum Beispiel drei Perioden bei 0,8 mm dickem und 0,3 s bei 4 mm dickem Stahlblech, s. DVS 2902-1.

Buckelschweißen. Fa. Schlatter. www.wissensfloater.com.

Abbrennstumpfschweißen von Schienen. www.wissensfloater.com.

Lichtbogenschweißen-Bolzenschweißen (SLV München). www.wissensfloater.com.

Podcast: Schienenschweißen mit dem Thermit-Prozess, Master: http://www.wissensfloater.com.

Die für die gesamte Löttechnik außerordentlich wichtige Arbeitstemperatur ist die niedrigste Oberflächentemperatur an der Lötstelle, bei der das Lot benetzt oder sich mit Hilfe von Grenzflächenreaktionen eine flüssige Phase bildet (nach DIN ISO 857-2).

Unter „Entnetzen“ versteht man die Erscheinung, dass sich ein bei höheren Temperaturen vorhandener Lottropfen nach dem Abkühlen kugelförmig zusammenzieht. Flüssiges Silber entnetzt z. B. auf Stahloberflächen. Eine Lötverbindung kann daher bei derartigen Werkstoffpaarungen nicht hergestellt werden.

Kleben. Podcast des IFAM Bremen. Fertigungstechnik: www.wissensfloater.com.

Titel: Fügen
verfasst von: Prof. Dr.-Ing. Alfred Herbert Fritz
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Buch: Fertigungstechnik
Print ISBN: 978-3-662-56534-6

Electronic ISBN: 978-3-662-56535-3

Copyright-Jahr: 2018
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-56535-3_5

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