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Über dieses Buch

Dieses Fachbuch stellt alle relevanten und modernen Verfahren der Schweißtechnik praxisnah vor und informiert umfassend zur anforderungs- und anwendungsgerechten Gestaltung von Schweißkonstruktionen. Schweißen ist das wichtigste Fügeverfahren mit einer unübertroffenen Wirtschaftlichkeit und erlaubt konstruktive Ausführungen mit großer Flexibilität und Gewichtsoptimierung. Neben kurzen prägnanten Beispielen von überschlägigen Schweißnahtberechnungen finden sich umfangreiche Angaben zu aktuellen Normen. Die 6. Auflage wurde vollständig überarbeitet und sehr stark auf die Bedürfnisse des Praktikers ausgerichtet.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Schweißen ist ein Fügeprozess, bei dem zwei oder mehr Teile miteinander zu einem Kontinuum verbunden werden. Dabei werden die zu verbindenden Werkstoffe unter Anwendung von Wärme oder Kraft oder beides und mit oder ohne Schweißzusatzwerkstoff hergestellt. Schweißen kann auch zum Beschichten und zum Wiederaufschmelzen benutzt werden. DIN 1910-100 definiert diese und weitere Grundbegriffe zum Schweißen.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

2. Schmelzschweißprozesse

Unter dem Begriff Schmelzschweißen werden die Prozesse zusammengefasst, bei denen das Schweißen bei örtlich begrenztem Schmelzfluss ohne Anwendung von Kraft mit oder ohne Schweißzusatz erfolgt. Eine Übersicht über die zu dieser Verfahrensgruppe zählenden Prozesse gibt Tab. 2.1.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

3. Prozesse des Pressschweißens

Eine Gesamtübersicht der Prozesse des Pressschweißens zeigt Abb. 3.1.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

4. Löten

Das Löten ist ein Fügeprozess, bei dem die zu verbindenden Grundwerkstoffe anders als beim Schweißen nicht aufgeschmolzen werden. Es entsteht ebenfalls eine unlösbare Verbindung durch das Aufschmelzen eines Zusatzes, dem Lot, ggf. mit Hilfe von Flussmitteln.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

5. Kleben von Kunststoffen und Metallen – ein kompakter Überblick

Der vorliegende Abschnitt gibt einen kompakten Überblick über einige wichtige Aspekte der Klebtechnik. Es wird ausdrücklich auf konkrete Lösungsansätze verzichtet, da jede klebtechnische Fragestellung einer spezifischen Lösungssuche bedarf. Aus verschiedenen Gründen findet die Klebtechnik zunehmend Anwendung.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

6. Fügen durch Umformen

Die mechanischen Fügetechniken finden überall dort Verwendung, wo es im Wesentlichen darauf ankommt, unterschiedliche Bauteilwerkstoffe zu verbinden, beschichtete Komponenten zu Baugruppen zusammenzufügen oder aber wo thermische Fügeverfahren den zu verbindenden Fügeteilwerkstoff unzulässig schädigen.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

7. Kunststoffe schweißen

Kunststoffe, auch Polymerwerkstoffe genannt, engl. „plastics“, bestehen hauptsächlich aus synthetischen und organischen Polymeren. Organische Polymere sind umgewandelte Naturstoffe. Synthetische Polymere sind künstlich hergestellt durch:
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

8. Auftragschweißen und Thermisches Spritzen

Werkstoffe werden durch verschiedene Mechanismen geschädigt. Verformung, chemischer Angriff und Verschleiß treten dabei häufig kombiniert auf. Diese Werkstoffschädigungen können bis zum Bauteilversagen durch Bruch führen.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

9. Thermisches Trennen

Thermisches Trennen beschreibt den klassischen Vorgang des Zuschnittes von Blechen und Profilen vor der weiteren mechanischen Bearbeitung oder des Fügens der Einzelteile durch Schweißen, wird aber auch als reines Fertigungsverfahren ohne weitere Nacharbeit eingesetzt, da die Oberflächenqualität und Genauigkeit der Schnittflächen nahezu die des Fräsens erreicht.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

10. Flammrichten

Nach SEW 088 versteht man unter Flammrichten eine schnelle und örtlich begrenzte Erwärmung von Bauteilen mit dem Ziel, dem Bauteil eine gewünschte Form zu geben oder Formabweichungen, wie sie bei jeder schweißtechnischen Fertigung auftreten, zu beseitigen. Die Erwärmung erfolgt dabei mit kurzer Verweildauer der Flammrichttemperatur im oberflächennahen Bereich oder über die gesamte Werkstückdicke. Diese Flammrichttemperatur ist die höchste während des Flammrichtens auftretende Temperatur im Bauteil, ohne den Werkstoff zu schädigen (bei Stählen ca. 650 bis 700 °C). Die schnelle und örtlich begrenzte Erwärmung bewirkt eine Ausdehnung des Werkstücks, die jedoch durch die umliegenden kalten Bereiche behindert wird. Da bei erhöhter Temperatur die Streckgrenze sinkt, wird eine plastische Stauchung der erwärmten Zone hervorgerufen. Beim Abkühlen schrumpft die gesamte erwärmte Zone, wobei die gestauchte Zone (mit größerer Wanddicke) kürzer wird als sie vor dem Richtvorgang war (Volumenkonstanz).
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

11. Werkstoffe und ihr Verhalten beim Schweißen

Die aus Rohstoffen produzierten Werkstoffe sind Ausgangsprodukt für die Herstellung von Halbzeugen und Fertigprodukten wie Werkstücke und Werkzeuge. Werkstoffe teilt man vereinfacht in metallische und nichtmetallische Werkstoffe ein, Abb. 11.1.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

12. Anforderungsgerechte Gestaltung von Schweißkonstruktionen

Die anforderungsgerechte Gestaltung ist eine branchenneutrale Gliederung allgemein gültiger Konstruktionsregeln..
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

13. Anwendungsgerechte Gestaltung von Schweißkonstruktionen

Die Normenreihe DIN 18800 war seit Jahrzehnten Basis für den Stahlbau in Deutschland. Im Zuge der Harmonisierung von Rechts- und Verwaltungsvorschriften wurde im Amtsblatt der Europäischen Union vom 17.12.2010 veröffentlicht, dass EN 1090 die gültige Norm zur Ausführung und EN 1993 für die Bemessung und Konstruktion von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken wird. Es begann eine Koexistenzperiode, in der die Normen DIN 18800, DIN EN 1993 und DIN EN 1090 gleichermaßen galten. Seit 2014 sind jedoch nur noch die maßgeblichen Normen im Stahlbau gültig:
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

14. Berechnung von Schweißnähten

Die Berechnung von Schweißnähten folgt den Grundgleichungen der Festigkeitslehre.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

15. Schweißeigenspannungen und -verformungen

Eigenspannungen sind Spannungen, die in einem Bauteil vorhanden sind, ohne dass äußere Kräfte und Momente darauf einwirken. Sie stehen zueinander im Gleichgewicht, weshalb immer Bereiche mit Zug- und andere mit Druckeigenspannungen vorliegen. Die Messung von Eigenspannungen ist zerstörungsfrei röntgenografisch oder magnetisch nur bis etwa 0,5 mm Tiefe möglich und gestattet keine gültige Aussage über den Gesamtquerschnitt. Die zerstörenden Verfahren (Abätzen oder Zerteilen) geben bessere Auskünfte, bedeuten aber den Verlust des Bauteils [4].
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

16. Darstellung und Ausführung von Schweißverbindungen

Prinzipiell haben bei der zeichnerischen Darstellung von Schweißnähten die Grundregeln für technische Zeichnungen Gültigkeit. So z. B. das Symmetriegesetz, d. h. dass jede Naht am Bauteil nur in einer Ansicht bezeichnet werden muss. Dabei erfolgt die Bemaßung bevorzugt an der sichtbaren Fügekante.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

17. Wirtschaftlichkeitsüberlegungen

Für die Herstellung geschweißter Bauteile gelten die gleichen Prinzipien bezüglich Kosten und Wirtschaftlichkeit, wie sie allgemein in der Fertigung im Stahlbau, Behälterbau oder Maschinenbau Gültigkeit haben. Der Anteil der Personalkosten muss gesenkt, die Maschinenlaufzeiten gesteigert, der Automatisierungsgrad erhöht und der Fertigungsablauf besser, fehlerfreier und leistungsfähiger gestaltet werden.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

18. Qualitätssicherung

Zur Vermeidung von Produktfehlern und Lieferschwierigkeiten nimmt die Qualitätssicherung einen immer stärkeren Platz ein. Je besser die Qualität vom Kunden eingeschätzt wird, desto höher wird sich der Marktanteil einstellen (return on investment). Dabei sollte sich aber die hohe Qualitätsphilosophie auf ein vernünftiges Maß an Qualitätssicherungsmaßnahmen einpendeln.
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

19. Anhang

Tabelle 19-1 Warmgewalzte Erzeugnisse aus unlegierten Baustählen (Allgemeine Baustähle)
Volkmar Schuler, Jürgen Twrdek

Backmatter

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