Fahrenwaldt / Schuler Praxiswissen Schweißtechnik
3. Auflage 2009
ISBN: 978-3-8348-9234-8
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Werkstoffe, Prozesse, Fertigung
E-Book, Deutsch, 638 Seiten, eBook
ISBN: 978-3-8348-9234-8
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
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.
Zielgruppe
Professional/practitioner
Weitere Infos & Material
1;Vorwort;5
2;Inhaltsverzeichnis;7
3;1 Einleitung;13
4;2 Schmelzschweißprozesse;19
4.1;2.1;19
4.2;2.2 Metall-Lichtbogenschweißen (11);29
4.3;2.3 Schutzgasschweißen (SG);60
4.4;2.4 Gießschmelzschweißen (AS/71);80
4.5;2.5 Elektronenstrahlschweißen (EB/51);81
4.6;2.6 LASER-Schweißen (LA/52);83
4.7;2.7 Elektroschlackeschweißen (RES/72);93
5;3 Prozesse des Pressschweißens;95
5.1;3.1 Widerstandspressschweißen;95
5.2;3.2 Gaspressschweißen (GP/47);105
5.3;3.3 Lichtbogenpressschweißen;105
5.4;3.4 Diffusionsschweißen (D/45);109
5.5;3.5 Reibschweißen (FR/42);111
5.6;3.6 Kaltpressschweißen (KP/48);113
5.7;3.7 Sprengschweißen (S/441);114
5.8;3.8 Ultraschallschweißen (US/41);116
6;4 Löten;118
7;5 Metallkleben;125
8;6 Fügen durch Umformen;135
9;7 Kunststoffschweißen;140
10;8 Auftragschweißen und Thermisches Spritzen;149
10.1;8.1 Auftragschweißen (siehe auch Kapitel 14.6.3);149
10.2;8.2 Thermisches Spritzen;155
10.3;8.3 Verfahren des Thermischen Spritzens;156
10.4;8.4 Wirtschaftlichkeit des Thermischen Spritzens als Beschichtungsverfahren;165
10.5;8.5 Beispiele wirtschaftlicher Einsätze und Anwendungen;166
11;9 Thermisches Trennen;171
12;10 Flammrichten;183
13;11 Werkstoffe und Schweißen;192
13.1;11.1 Stahl und Eisen;192
13.2;11.2 Nichteisenmetalle;217
14;12 Schweißnahtberechnung;237
14.1;12.1 Abmessungen der Schweißnähte;237
14.2;12.2 Berechnung der Schweißnahtspannungen;241
14.3;12.3 Festigkeitsnachweis bei vorwiegend ruhender Beanspruchung;246
14.4;12.4 Ermüdungsfestigkeit von Schweißverbindungen;255
14.5;12.5 Dauerfestigkeitsnachweis für Schweißverbindungen im Maschinenbau;261
14.6;12.6 Betriebsfestigkeitsnachweis für Krantragwerke nach DIN 15018;280
14.7;12.7 Nachweis der Werkstoffermüdung für Stahlbauten;285
14.8;12.8 Schweißeigenspannungen und -verformungen;294
15;13 Darstellung und Ausführung von Schweißverbindungen;314
15.1;13.1 Zeichnerische Darstellung von Schweißnähten;314
15.2;13.2 Stoßarten, Fugenformen und deren Auswahl;325
16;14 Anforderungsgerechte Gestaltung von Schweißkonstruktionen;330
16.1;14.1 Beanspruchungsgerechte Gestaltung;330
16.2;14.2 Fertigungsgerechte Gestaltung;345
16.3;14.3 Werkstoffgerechte Gestaltung;358
16.4;14.4 Korrosionsgerechte Gestaltung;370
16.5;14.5 Prüfgerechte Gestaltung;375
16.6;14.6 Instandsetzungsgerechte Gestaltung;378
16.7;14.7 Mechanisierungs-/Automatisierungsgerechte Gestaltung;386
17;15 Anwendungsgerechte Gestaltung von Schweißkonstruktionen;393
17.1;15.1 Stahlbau – Trägergestaltung und Trägeranschlüsse;393
17.2;15.2 Behälter-, Apparate-, Druckgefäße-, Tank- und Rohrleitungsbau;411
17.3;15.3 Gestaltung von Maschinenelementen;440
17.4;15.4 Gestaltung im Fahrzeugbau;444
17.5;15.5 Schweißen und Löten im Luft- und Raumfahrzeugbau;462
17.6;15.6 Schweißen in Feinwerktechnik und Elektronik;472
18;16 Wirtschaftlichkeitsüberlegungen;482
19;17 Qualitätssicherung;488
19.1;17.1 Schweißtechnische Qualitätsanforderungen und Schweißaufsicht;489
19.2;17.2 Schweißen in gesetzlich geregelten Bereichen;493
19.3;17.3 Schweißnaht – Verfahren und Möglichkeiten der Prüfung;498
19.4;17.4 Fehlertoleranzen und Unregelmäßigkeiten von Schweißverbindungen;508
19.5;17.5 Schulung und Prüfung von Schweißern und Bedienern von Schweißeinrichtungen;519
19.6;17.6 Gesundheits-, Arbeits- und Brandschutz (GABS);530
20;18 Anhang;539
20.1;18.1 Tabellen und Diagramme;539
20.2;18.2 Normen in der Schweißtechnik;613
21;Sachwortverzeichnis;625
Schmelzschweißprozesse.- Prozesse des Pressschweißens.- Löten.- Metallkleben.- Fügen durch Umformen.- Kunststoffschweißen.- Auftragschweißen und Thermisches Spritzen.- Thermisches Trennen.- Flammrichten.- Werkstoffe und Schweißen.- Schweißnahtberechnung.- Darstellung und ausführung von schweißverbindungen.- Anforderungsgerechte gestaltung von schweißkonstruktionen.- Anwendungsgerechte gestaltung von schweißkonstruktionen.- Wirtschaftlichkeitsüberlegungen.- Qualitätssicherung.
"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."
