Fachbuch 128/1 Leseprobe

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1 Einteilung der Schweiûverfahren Schweiûen ist nach DIN 1910-1 das Vereinigen von Werkstoffen in der Schweiûzone unter Anwendung von WaÈrme und/oder Kraft mit oder ohne Schweiûzusatz. Es kann durch Hilfsstoffe, zum Beispiel Schutzgase, Schweiûpulver oder Pasten, ermoÈglicht oder erleichtert werden. Die zum Schweiûen notwendige Energie wird von auûen zugefuÈhrt. Nach dem Zweck des Schweiûens wird unterschieden in Verbindungsschweiûen und Auftragschweiûen, nach dem physikalischen Ablauf des Schweiûens in Preûschweiûen und Schmelzschweiûen. 1.1 Kurze Geschichte der Schweiûtechnik Das aÈlteste Schweiûverfahren, das Feuerschweiûen, bei dem zwei Metallenden auf Schmiedetemperatur erhitzt unddurch HammerschlaÈge zur Vereinigung gebracht wurden, war in Indien schon 2000 Jahre vor Christi Geburt bekannt [1-1]. Die Verfahren, die heute zum Schweiûen angewendet werden, sind aber nicht viel mehr als 100 Jahre alt. Bereits 1849 wurde in England ein Patent uÈber das Lichtbogenschweiûen angemeldet, es kam aber nicht zur Anwendung. Der Russe Benardos begann 1881 als erster damit, den Lichtbogen, der bis dahin meist fuÈr Beleuchtungszwecke eingesetzt wurde, zum Schweiûen zu nutzen. Zwischen einer Kohleelektrode und dem WerkstuÈck wurde ein Lichtbogen gezuÈndet und Zusatzwerkstoff in Stabform zugegeben. Unter Zuhilfenahme von Badsicherungen aus Kupfer gelang es auch schon, wie Bild1-1 zeigt, in Zwangslagen zu schweiûen [1-2]. Ebenfalls ein Russe, naÈmlich Slawjanow benutzte seit 1891 einen Metallstab zum Schweiûen, der gleichzeitig LichtbogentraÈger undSchweiûzusatz war. Das Metallichtbogenschweiûen war geboren. Nachdem man zuerst mit nackten, nicht umhuÈllten Elektroden schweiûte, begann man bereits fruÈh durch Tauchen der StaÈbe in eine Aufschwemmung von Mineralien duÈnne UÈ berzuÈge aufzubringen, die das Schweiûen erleichterten. Das erste Patent uÈber eine umhuÈllte Schweiûelektrode wurde 1907 dem schwedischen Ingenieur O. Kjellberg erteilt. SpaÈter wurden die UmhuÈllungen durch Pressen aufgebracht. Dies brachte das Verfahren weiter nach vorn. Bild 1-2 zeigt das Lichtbogenhandschweiûen um das Jahr 1919 [1-3]. Bild 1-1. Verbindungsschweiûen mit Kohleelektrode. Bild 1-2. Lichtbogenhandschweiûen im Jahr 1919 mit einem mobilen Umformer als Stromquelle (Werkbild: ESAB GmbH, Solingen). 1
Das Widerstandsschweiûen geht auf E. Thomson, einem in den USA lebenden EnglaÈnder zuruÈck (1886). Als Stromquellen dienten zuerst Batterien, weil ein leistungsfaÈhiges Netz noch nicht zur VerfuÈgung stand[1-4]. Die EinfuÈhrung des Gasschmelzschweiûens ging einher mit der MoÈglichkeit, Calciumcarbidherstellen zu koÈnnen (Wilson, 1882) und der Entwicklung des ersten leistungsfaÈhigen Brenners durch Heinrich DraÈger (1896). Bis dahin wurde schon Wasserstoff als Brenngas verwendet, allerdings nicht mit sehr groûem Erfolg. Die teil- und vollmechanischen Verfahren, die heute meist angewendet werden, sind alle wesentlich juÈnger. Sie kamen meist aus den USA nach Europa, und zwar 1934 das Unterpulverschweiûen, 1936 das WIG-Schweiûen und 1948 das MIG-Schweiûen. MAG-Schweiûen unter Kohlendioxid wurde 1953 zuerst in der UdSSR angewendet. Das Plasmaschweiûen ist erst seit den 60er Jahren in Anwendung und die modernen Strahlverfahren, wie das Elektronenstrahl- und das Laserstrahlschweiûen befinden sich heute nach der Entwicklungsphase nun im Stadium der industriellen EinfuÈhrung. Etwa um das Jahr 1950 begann man damit, Metalle mit dem Elektronenstrahl zu schweiûen, und das Laserstrahlschweiûen wurde in den 70er Jahren erstmals zum Schweiûen eingesetzt [1-5]. 1.2 Einordnung in die Fertigungsverfahren DIN 8580 unterscheidet 6 Hauptgruppen von Fertigungsverfahren, Tabelle 1-1. Einige Schweiûverfahren findet man schon in der Gruppe 1 ,,Urformen``, so das Gieûschweiûen, und in der Gruppe 2 ,,Umformen`` zum Beispiel das Kaltpreûschweiûen. Die meisten der heute angewandten Schweiûverfahren sindaber den Gruppen 4 ,,FuÈgen`` und5 ,,Beschichten`` zuzuordnen. Tabelle 1-1. Einteilung der Fertigungsverfahren in Hauptgruppen nach DIN 8580. 1.3 Einteilung nach der deutschen Norm DIN 1910 DIN 1910 teilt die Schweiûverfahren ein nach dem Zweck des Schweiûens in Verbindungs- und Auftragschweiûen und nach dem physikalischen Ablauf des Schweiûens in Preûschweiûen und Schmelzschweiûen. Die Definition lautet: Preûschweiûen: Schmelzschweiûen: Schweiûen unter Anwendung von Kraft ohne oder mit Schweiûzusatz, oÈrtliches ErwaÈrmen (unter UmstaÈnden bis zum Schmelzen) ermoÈglicht oder erleichtert das Schweiûen. Schweiûen bei oÈrtlich begrenztem Schmelzfluû ohne Anwendung von Kraft mit oder ohne Schweiûzusatz. 2
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Seite 15: Bindefehler sind ,,Kaltstellen`` me

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