Handbuch der Schweißtechnik

Frontmatter

10. Verfahren zum Schweißen von Metallen

Zusammenfassung

Schweißen ist in Anlehnung an DIN 1910 das Vereinigen oder das Beschichten von Werkstoffen unter Anwendung von Wärme oder von Druck oder von beiden ohne oder mit Schweißzusatzwerkstoffen. Die Grundwerkstoffe werden vorzugsweise in plastischem oder flüssigem Zustand der Schweißzone vereinigt. Bei gleichartigen Grundwerkstoffen sind die Eigenschaften der Schweißung denen der Grundwerkstoffe ähnlich. Die Verbindung ist unlösbar. Man unterscheidet zwischen Schmelz- und Preßschweißverfahren, wobei man unter Schmelzschweißen das Schweißen durch örtlich begrenzten Schmelzfluß ohne Anwendung von Druck versteht, während beim Preßschweißen auf die Fügestelle Druck ausgeübt wird. Demnach sind die nachfolgend unter 10.2 bis 10.8 aufgeführten Verfahren Schmelz-, und die unter 10.9 bis 10.20 beschriebenen sind Preßschweiß verfahren. Bild 10.1 vermittelt einen Überblick über die nach diesem Gesichtspunkt gegliederten Verfahren zum Schweißen von Metallen.

Jürgen Ruge

11. Verfahren zum thermischen Schneiden

Zusammenfassung

Die thermischen Schneidverfahren können nach der Physik des Schneidvorgangs (Brenn-, Schmelz- und Sublimierschneiden), nach der Art der Fertigung (Hand-, teilmechanisches, vollmechanisches und automatisches Schneiden) und — wie hier vorgegangen werden soll — nach dem Energieträger gegliedert werden.

Jürgen Ruge

12. Verfahren zum Schweißen und Schneiden von Kunststoffen

Zusammenfassung

Die hohe Kerbempfindlichkeit der Kunststoffe schließt Verbindungen durch Nieten oder Schrauben weitgehend aus. Auch das Nähen von Folien würde an den Einstichen zu Kerbstellen und damit zu Ausgangspunkten späterer Risse führen. Dagegen bietet sich das Kleben als Verbindungsverfahren ebenso an wie das Schweißen, wobei das Kleben auf Überlappverbindungen beschränkt ist.

Jürgen Ruge

13. Löten

Zusammenfassung

Löten ist nach DIN 8505 ein Verfahren zum Verbinden metallischer Werkstoffe mit Hilfe eines geschmolzenen Zusatzmetalles (Lotes), ggf. unter Anwendung von Flußmitteln und/oder Lötschutzgasen. Die Schmelztemperatur des Lotes liegt unterhalb derjenigen der zu verbindenden Grundwerkstoffe; diese werden benetzt, ohne geschmolzen zu werden.

Jürgen Ruge

14. Beschichten durch thermisches Spritzen, Wirbelsintern und Pulver-Auftragschweißen

Zusammenfassung

Beim thermischen Spritzen werden geeignete Werkstoffe mit Hilfe von Spritzgeräten ge-, an- oder aufgeschmolzen und auf vorbehandelte Oberflächen von metallischen oder nichtmetallischen Werkstücken aufgeschleudert. Die Oberflächen schmelzen dabei im allgemeinen nicht an. Je nach der Form des Spritzzusatzes wird zwischen Draht-, Pulver, Stab-, Schnur-, und Schmelzbadspritzen unterschieden [D 80]. Es handelt sich um eine Beschichtungsmethode mit dem Zweck, die Korrosions- oder Zunderbeständigkeit, den Verschleißwiderstand, das Gleitverhalten, die Leitfähigkeit, die Isolierwirkung oder das Aussehen zu verbessern oder abgetragenes Material zu ersetzen. Gelegentlich wird das Verfahren auch zur Herstellung von Bauteilen eingesetzt. So kann man aus einer niedrigschmelzenden Legierung sehr rasch metallgespritzte Formen für den Bau von Spritzgießwerkzeugen für Spritzgießteile aus Kunststoff bis etwa 100 g Masse für kleinere Serien herstellen [S 64].

Jürgen Ruge

15. Kleben von metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen

Zusammenfassung

Unter Kleben versteht man das Fügen gleichartiger oder ungleichartiger Metalle oder von Metallen mit nichtmetallischen Werkstoffen oder von nichtmetallischen Werkstoffen mit Hilfe organischer oder anorganischer Klebstoffe bei Raumtemperatur oder unter mäßiger Erwärmung. Die Bindung erfolgt durch Adhäsion, d.h. durch das Wirksamwerden zwischenmolekularer Anziehungskräfte und durch mechanische Verklammerung. Eine allgemeingültige Theorie, mit welcher der Haftungsmechanismus vollständig erklärt werden könnte, gibt es nicht, sie ist wegen der Komplexität der zahlreichen beteiligten Faktoren auch nicht zu erwarten. Jedoch sind zahlreiche Einzelphänomene des Adhäsionsprozesses bekannt [H 48, M 38].

Jürgen Ruge

16. Technische Unterlagen für die Fertigung

Zusammenfassung

Mit der Ausführung geschweißter Bauwerke darf erst begonnen werden, wenn die technischen Unterlagen vorliegen. Zu den technischen Unterlagen gehören

• Festigkeitsberechnungen, vgl. Bd. III und IV,
• Ausführungszeichnungen, vgl. DIN 1912,
• Angaben über Schweißzusatzwerkstoffe und Nahtausführung,
• Schweißplan und Schweißfolgeplan,
• Prüfplan,
• Bescheinigüng nach DIN 8563, falls erforderlich.

Jürgen Ruge

17. Werkstätten und Werkstatteinrichtung

Zusammenfassung

Um Schweißarbeiten einwandfrei ausführen zu können, sind geeignete Werkstätten erforderlich. Sie sollten über überdachte Arbeitsplätze verfügen sowie über geeignete Ausrüstungen für Montageplätze. Zusatzwerkstoffe und Hilfsstoffe sind in trockenen Lagerräumen unterzubringen, vgl. DIN 1913. Die Einrichtungen zur Versorgung mit Schweißgasen und mit elektrischer Energie müssen den Sicherheitsvorschriften entsprechen. Betriebs- und unfallsichere Einrichtungen für das Schweißen und für die Anwendung verwandter Verfahren müssen zur Verfügung stehen. Für die wirtschaftliche Fertigung sind außerdem die entsprechenden Werkzeuge, Hebezeuge und ggf. Vorrichtungen erforderlich. Soweit Wärmebehandlungen durchgeführt werden, benötigt man geeignete Glüheinrichtungen (stationäre und instationäre Anlagen, Geräte zum Flammentspannen usw.).

Jürgen Ruge

18. Nahtvorbereitung

Zusammenfassung

Vor der eigentlichen Nahtvorbereitung ist es insbesondere bei der Anwendung vollmechanischer oder automatischer Schweißverfahren erforderlich, für eine möglichst ebene Auflage der zu schweißenden Teile zu sorgen. Dies geschieht durch Richten, wofür verschiedene Verfahren wie das Flammrichten, Planrichten mittels Presse, manuelles Planrichten oder Walzrichten mit Walzrichtmaschinen [J 12] zur Verfügung stehen.

Jürgen Ruge

19. Mechanisierung und Automatisierung von Schweißprozeß und Qualitätskontrolle

Zusammenfassung

Der Wunsch nach Rationalisierung der Fertigung von geschweißten Bauteilen führt notwendigerweise zur Verringerung von Verlustzeiten durch Mechanisierung und schließlich — ausreichende Stückzahlen vorausgesetzt — Automatisierung des Schweißprozesses.

Jürgen Ruge

20. Ausbildung und Prüfung von Schweißern und Aufsichtspersonal

Zusammenfassung

Die Ausbildung der in der Praxis tätigen Schweißer erfolgt in der Regel nach den Richtlinien des Deutschen Verbandes für Schweißtechnik (DVS) an den ihm angeschlossenen Schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalten (SLV), Schweißtechnischen Lehranstalten (SL) und Kurstätten. In mehreren Ausbildungsstufen [D 95] werden die Grundkenntnisse im Gasschweißen, Lichtbogenschweißen, Schutzgasschweißen, Laserstrahlschweißen, Unterwasserschweißen und -schneiden, Widerstandschweißen und Metallspritzen vermittelt.

Jürgen Ruge

21. Gütesicherung und Betriebszulassung

Zusammenfassung

DIN 8563 befaßt sich mit der Sicherung der Güte von Schweißarbeiten. Die Qualitätsbewertung erfolgt zweckmäßigerweise nach statistischen Kriterien [N 25].

Jürgen Ruge

22. Prüfung und Abnahme des Erzeugnisses

Zusammenfassung

Die Schweißnähte werden zunächst nach Maßhaltigkeit und Nahtaussehen beurteilt. Darüber hinaus werden die Schweißteile zum Nachweis der geforderten Güte ggf. zerstörungsfrei geprüft. Hierfür müssen die Nähte gut zugänglich sein. Die Prüfergebnisse sind aufzuzeichnen und für die Abnahme zur Verfügung zu halten. Für die Abnahme einer Schweißkonstruktion sind sämtliche Aufzeichnungen über die Durchführung von Schweißung und anschließender Prüfung bereitzustellen. Schweißnähte dürfen bei der Abnahme nicht verdeckt sein und höchstens einen durchsichtigen Schutz erhalten. Bauteile, deren Schweißnähte später nicht mehr zugänglich sind, müssen rechtzeitig zur Zwischenabnahme bereitgestellt werden.

Jürgen Ruge

23. Fehler — ihre Ursachen, ihre Vermeidung, ihre Bewertung und ihre Beseitigung

Zusammenfassung

Wie bei jedem Fertigungsverfahren können auch beim Schweißen Fehler aurtreten. Ihre Ursachen können mannigfaltig sein, so daß ihre erschöpfende Behandlung hier nicht möglich ist. Die wichtigsten Fehlererscheinungen sollen jedoch dargestellt werden. Eine Klassifizierung und Kennzeichnung von Fehlern in Schweißverbindungen aus metallischen Werkstoffen findet sich in DIN 8524.

Jürgen Ruge

24. Arbeits- und Brandschutz

Zusammenfassung

Unfallverhütung und Gesundheitsschutz sind in [A 26] sehr gründlich behandelt worden. Zum eingehenden Studium aller hiermit zusammenhängenden Fragen sei daher auf diese Schrift verwiesen. Dort findet man auch weitere Literatur einschließlich der einschlägigen Verordnungen, Richtlinien und Merkblätter. An dieser Stelle sei insbesondere auf die Unfallverhütungsvorschrift VBG 15 „Schweißen, Schneiden und verwandte Arbeitsverfahren“ in der jeweils neuesten Auflage aufmerksam gemacht, außerdem auf die besonderen Gefahren, die beim Arbeiten in engen Räumen oder unter beengten Verhältnissen auftreten können (Sauerstoffmangel oder — sÜberschuß, nitrose Gase, erhöhte Stromgefährdung).

Jürgen Ruge

25. Sonderfragen

Zusammenfassung

Schweiß- und Schneidarbeiten werden unter Wasser ausgeführt bei der Instandsetzung von Schiffen, Spundwänden, Rohrleitungen, beim Bau von Docks, Schleusen, Wehren, Bohrinseln, Brückenpfeilern oder bei der Verschrottung von unter Wasser befindlichen Bauteilen. Besonderheiten sind das Fehlen von Luftsauerstoff, der mit der Wassertiefe zunehmende Wasserdruck und die Wasserzusammensetzung (Süßwasser, Salzwasser). Zusammenfassende Darstellung in [D 114, L 36, S 117].

Jürgen Ruge

26. Wirtschaftlichkeit

Zusammenfassung

Nach VDI-Richtlinie 3221 wird unter Wirtschaftlichkeit der Maßstab des betriebstechnischen und betriebsorganisatorischen Erfolges unter Ausschluß des Markterfolges verstanden. Die Wirtschaftlichkeit resultiert aus dem Verhältnis einer bestimmten betrieblichen Leistung zu der dafür aufgewendeten Kostenkombination.

Jürgen Ruge

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