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Inhaltsverzeichnis
Lernfeld 5: Herstellen von Blechbauteilen
Seite
1 Unlegierte und legierte Stähle .................................... 1
2 Unlegiertes und legiertes Aluminium.......................... 5
3 Lieferzustand und Oberflächengüte (Auswahl)........... 7
4 Metall-Schutzgas-Schweißen..................................... 9
5 Thermisches Trennen ................................................. 12
6 Kosten beim thermischen Trennen............................. 20
7 Biegeumformen von Blechen ..................................... 24
8 Länge der neutralen Faser.......................................... 27
9 Zuschnittermittlung mit Tabellen ................................ 29
10 Zuschnittlänge bei Biegeteilen ................................... 31
11 Fertigung mit NC-gesteuerten Maschinen ................. 33
12 Blechversteifungen (Randversteifungen).................... 56
13 Falzen ......................................................................... 58
14 Nieten ......................................................................... 60
15 Berechnungen an Nieten............................................ 65
16 Schraubverbindungen an Blechen und Hohlprofilen.. 67
17 Widerstands-Pressschweißen .................................... 70
18 Elektrische Leistung ................................................... 72
19 Elektrische Arbeit........................................................ 74
20 Wirkungsgrad ............................................................. 76
21 Elektrische Leistung bei Schweißmaschinen ............. 77
22 Schnittgeschwindigkeit und Drehzahl ........................ 80
23 Vorschub und Vorschubgeschwindigkeit ................... 82
24 Einfacher Riementrieb ................................................ 84
25 Einfacher Zahnradtrieb ............................................... 86
26 Blechbehälter ............................................................. 88
27 Befestigungsfuß.......................................................... 94
Lernfeld 6: Herstellen von Konstruktionen aus
Profilen
Seite
1 Stahlprofile im Metallbau............................................ 101
2 Aluminiumprofile im Metallbau ................................... 106
3 Arten der Beanspruchung .......................................... 113
4 Trennen von Profilen................................................... 127
5 Thermisches Trennen ................................................. 135
6 Schweißbarkeit der Metalle ........................................ 136
7 Wolfram-Schutzgas-Schweißen ................................. 137
8 Schweißnahtbeurteilung bei Stahl und Aluminium..... 140
9 Schweißnaht-Nachbehandlung .................................. 141
10 Umgang mit Schutzgasen und Arbeitsschutz beim
Schutzgasschweißen.................................................. 142
11 Anfertigen einer Sitzbank ........................................... 144
12 Gefügeaufbau............................................................. 151
13 Gefügeveränderungen................................................ 153
14 Kalt- und Warmrichten ............................................... 154
15 Korrosionsarten .......................................................... 156
2. Auflage
www.bildungsverlag1.de
Bildungsverlag EINS GmbH
Sieglarer Straße 2, 53842 Troisdorf
ISBN 978-3-427-74040-7
© Copyright 2010: Bildungsverlag EINS GmbH, Troisdorf
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Metallbautechnik
Name:
Datum:
Klasse:
Herstellen von Blechbauteilen
Metall-Schutz-Gasschweißen
Lernfeld 5
4
Beim Metall-Schutz-Gasschweißen (=
-Schweißen) brennt zwischen dem Werkstück und einer abschmelzenden
Elekrode ein elektrischer Lichtbogen. Als Schutzgas werden aktive Gase (z. B. Kohlenstoffdioxid = CO 2 ) und
inaktive (inerte) Gase (z. B. Argon = Ar) verwendet.
Man unterscheidet:
1. Metall-Inert-Gasschweißen ( -Schweißen)
2. Metall-Aktiv-Gasschweißen ( -Schweißen)
Vorteile:
Nennen Sie einen Nachteil des Schutzgasschweißens gegenüber dem Schweißen mit der Elektrode. Denken Sie an
das Schweißen im Freien.
A. Aufbau einer MIG-MAG-Schweißanlage
Ordnen Sie der Skizze zu:
Werkstück, Schutzgas, Schweißbrenner, Kühlwasservorlauf, Kühlwasserrücklauf, Schweißdraht, Steuerleitung, Schutzgashülle,
Stromleitung.
Das MIG-MAG-Schweißen kann auch mit teil- oder vollautomatischen Anlagen betrieben werden.
B. Schweißverfahren
1. MIG-Schweißen
Beim MIG-Schweißen verwendet man als Schutzgas das teuere und reaktionsträge Argon. Dieses inerte Gas hat
die Kurzbezeichnung I und nimmt am Schweißprozess nicht teil. Inerte Gase sind Edelgase. Es können auch Gemische
von Edelgasen verwendet werden.
© Bildungsverlag EINS
9

Metallbautechnik
Name:
Datum:
Klasse:
Herstellen von Blechbauteilen
Thermisches Trennen
Lernfeld 5
5
C. Laserstrahlschneiden
Durch Laserschneiden können beliebige metallische Werkstoffe bis ca. 10 mm Dicke und nicht metallische Werkstoffe
bis ca. 30 mm Dicke getrennt werden.
Unter einem Laser versteht man einen energiereichen gebündelten Lichtstrahl. Es entstehen sehr hohe Temperaturen,
der Werkstoff wird zum Schmelzen gebracht und das flüssige Material mit einem Schneidgas aus der Schneidfuge geblasen.
Vorteile:
Nachteile:
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Metallbautechnik
Name:
Datum:
Klasse:
Herstellen von Blechbauteilen
Thermisches Trennen
Lernfeld 5
5
D. Wasserstrahlschneiden
Schneidvorgang
Wasser wird auf etwa 4 000 bar verdichtet. Dieses Druckwasser schießt mit einer Geschwindigkeit von
ca. 900 m/s =
km/h durch eine Edelsteindüse auf den zu trennenden Werkstoff.
Schneidverfahren
Reines Wasserstrahlschneiden
Abrasiv-Wasserstrahlschneiden
Abrasion (lat.)=Abtragung
Vorteile:
Nachteile:
Trennbare Werkstoffe beim
reinen Wasserstrahlschneiden:
Textilien, Gummi, Schaumstoffe, Thermoplaste
Beurteilen Sie die Härte der Werkstoffe.
Abrasiv-Wasserstrahlschneiden:
Keramik, Steine, Metalle und ihre Legierungen, Glas, alle
Kunststoffe, Verbundwerkstoffe, z. B. GFK
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19

Metallbautechnik
Name:
Datum:
Klasse:
Herstellen von Blechbauteilen
Berechnungen an Nieten
Lernfeld 5
15
1. Das Material soll getrennt werden,
z. B.
= Beanspruchung auf
2. Das Material darf nicht getrennt werden,
z. B.
= Beanspruchung auf
Der skizzierte Niet wird auf Schub beansprucht. Seine Mindestzugfestigkeit beträgt 340 N/mm 2 , die Sicherheit soll
2-fach sein.
a) Wie groß (in N/mm 2 ) ist die Scherfestigkeit?
b) Wie viel N/mm 2 beträgt die zulässige Schubspannung?
c) Mit welcher Kraft (in N) darf der Niet auf Schub belastet werden?
d) Ergänzen Sie die Skizzen mit genormten Symbolen
(Hilfsmittel: Tabellenbuch).
Geg.:
Ges.: a) b) c)
a) Die Scherfestigkeit kann bei den Metallen mithilfe der Mindestzugfestigkeit errechnet werden:
τ aB =
τ aB =
τ aB =
b) Der Niet darf nicht getrennt werden; es wird deshalb eine bestimmte Sicherheit berücksichtigt:
τ a zul =
(N/mm 2 )
in
τ a zul =
τ a zul =
c) A =
A =
Auf mm 2 N,
auf mm 2 = N
A =
F =
(N)
in
in
d)
Einreihige Überlappungsnietung
eingebaut in der Werkstatt
Einreihige Überlappungsnietung gebohrt und
eingebaut auf der Baustelle
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65

Metallbautechnik
Name:
Datum:
Klasse:
Herstellen von Konstruktionen
aus Profilen
Stahlprofile im Metallbau
Lernfeld 6
1
E. Herstellen von Stahlrohren
1. Geschweißte Stahlrohre, hergestellt durch Kaltwalzen
Ausführung Kurzzeichen
schwarz –
verzinkt
B
Nichtmetall außen C
Nichtmetall innen D
2. Nahtlose Stahlrohre, hergestellt durch Warmwalzen
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105

Metallbautechnik
Name:
Datum:
Klasse:
Herstellen von Konstruktionen
aus Profilen
Aluminiumprofile im Metallbau
Lernfeld 6
2
A. Herstellung von Aluminium-Halbzeugen, Handelsformen
Für die Herstellung von Fenstern, Türen, Fassaden, Geländern u. Ä. werden häufig Aluminium-Profile verwendet. Mit
dem Sauerstoff der Luft bildet sich an der Oberfläche Aluminium-Oxid. Diese dichte Schicht schützt das Aluminium
vor weiterer Korrosion.
Reines Aluminium ist für die technische Anwendung unbrauchbar. Durch Legieren werden Festigkeit und Härte gesteigert.
106 © Bildungsverlag EINS

Metallbautechnik
Name:
Datum:
Klasse:
Herstellen von Konstruktionen
aus Profilen
Arten der Beanspruchung
Lernfeld 6
3
Ordnen Sie zu: Knickung, Zug, Verdrehung, Druck, Scherung, Biegung.
Art der Beanspruchung
Beispiel
1
2
3
4
5
6
A. Beanspruchung auf Zug
1. Zugspannung
Flachstahl mit einer Querschnittsfläche von 40 mm 2
wird mit der Zugkraft von 3 200 N belastet.
Wie groß ist die auftretende Zugspannung?
Die Zugspannung gibt an, welche Kraft in N auf 1 mm 2 Querschnittsfläche entfällt.
Formelzeichen:
Benennung:
mm 2
(Sigma Zug)
mm 2 =
N
σ z =
Zugspannung = (N/mm 2 )
Häufig wird die Fläche A auch mit S (= Spannungsfläche) abgekürzt.
F in
A in
2. Zulässige Zugspannung
Beispiel:
Mindestzugfestigkeit R m = 360 N/mm 2
Streckgrenze R e = 270 N/mm 2
Zulässige Zugspannung σ z zul = 90 N/mm 2
Aufgabe:
Zeichnen Sie in das Diagramm die Dehnung im Verhältnis
zur Zugspannung ein, verwenden Sie dazu die bereits eingezeichneten
drei Punkte.
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113

Metallbautechnik
Name:
Datum:
Klasse:
Herstellen von Konstruktionen
aus Profilen
Trennen von Profilen
Lernfeld 6
4
C. Trennschleifen von Profilen
Durch das Trennschleifen können Metalle schnell und sauber getrennt werden.
Nennen Sie solche Metalle:
Die dünnen flexiblen Trennscheiben bestehen aus faserverstärkter Kunstharz- oder Gummibindung.
1. Trennschleifmaschinen
Dor Vorschub kann von Hand oder automatisch erfolgen.
Eine Bremse verhindert ein langes Nachlaufen
der Trennscheibe; Unfälle werden dadurch
vermindert.
Trennscheiben für stationäre Maschinen haben einen Durchmesser bis 500 mm und arbeiten mit einer Schnittgeschwindigkeit
v c 100 m/s.
Profile könne auch mit dem handgeführten Winkelschleifer (=
) getrennt werden. In der Regel werden
Trennscheiben für eine maximale Schnittgeschwindigkeit v c = 80 m/s (Farbkennzeichnung:
) verwendet.
2. Auswahl der Trennscheiben
Zu trennender
Trennscheibe
Werkstoff Schleifmittel Chemische Normung
Zusammensetzung
unlegierter Stahl, Stahlguss Normalkorund Al-Oxid und Beimengung A
unlegierter Stahl, Titan Edelkorund Al-Oxid A
Gusseisen, Cu, Al, Kunststoffe Siliziumkorund Siliziumcarbid C
Werkzeugstahl, HSS Bornitrid Bornitrid CBN
nicht rostender Edelstahl Zirkonkorund Al-Oxid und Zirkonoxid Z
Maximale Drehfrequenz
Berechnen Sie für die aufgeführten Trennscheiben die maximalen Drehzahlen bei einer Schnittgeschwindigkeit von
80 m/s. Tragen Sie die Ergebnisse in die Tabelle Seite 134 ein.
Außendurchmesser (mm) Drehzahl (1/s) Drehzahl (1/min)
115
125
180
230
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133