Schmelzschweißen/Lichtbogenschweißen Flashcards

1
Q

Def Lichtbogen

A

• Ein Lichtbogen ist eine sich selbst erhaltende Gasentladung zwischen zwei Elektroden, die eine ausreichend hohe elektrische Potentialdifferenz (= Spannung) aufweisen muss, um durch Stoßionisation die benötigte hohe Stromdichte aufrechtzuerhalten.

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2
Q

Voraussetzungen für die Bildung eines Lichtbogens:

A
• Elektrische Spannung
• Ausreichend elektrische Leistung
• Gas zwischen den Elektroden
-  Leicht zu ionisieren
-  Möglichst keine unerwünschten Reaktionen mit Grundwerkstoff und Zusatzwerkstoff
 - Schweißstelle und Tropfen schützen
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3
Q

Was wird von Schweißern als „Blaswirkung“ bezeichnet

A

Der Lichtbogen erscheint wie durch eine Luftbewegung weggeblasen, der Effekt wird daher von den Schweißern „Blaswirkung“ genannt.

Blaswirkung verschiebt also den Lichtbogenfußpunkt und damit den Ort der Wärmeentstehung und kann
zu Schweißfehlern führen

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4
Q

Lichtbogenschweißen – Abhilfemaßnahmen gegen Blaswirkung

A
  • Elektrode entgegen der Wirkung der Blaswirkung neigen
  • möglichst gleichmäßige Stromverteilung
    –> Mehrfache Masseanschlüsse, zahlreiche kräftige Heftstellen, das Nachführen des Masseanschlusses
    und eine optimierte Schweißfolge
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5
Q

Was ist der Grund, dass sich der Lichtbogen in engen Spalten und Schweißnahtvorbereitungen dem Weg des geringsten sucht?

A
  • begrenzte Richtwirkung des Lichtbogens in axialer Richtung
  • geringe Eigensteifigkeit der Plasmasäule

–> So entstehen Wurzelbindungsfehler

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6
Q

Maßnahmen zur Vermeidung von Verzug

A
  • Kleine Nahtvolumina / Mehrlagenschweißungen
  • Früh aussteifen
  • Symmetrische Nahtanordnung
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7
Q

Lichtbogenschweißen – Wolfram - Inertgasschweißen

Nenne die Vor- und Nachteile

A
• Vorteile
 Entkopplung von Wärme- und
Zusatzwerkstoffeinbringung
 Gute Schmelzbadbeherrschbarkeit
 Sehr gute Abdeckung der Schweißstelle
 hochflexibel.

• Nachteile
 nur geringe Abschmelzleistung
 vergleichsweise teuer

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8
Q

Lichtbogenschweißen – Wolfram - Inertgasschweißen

Nenne die Anwendungen

A
  • Wurzelschweißungen
  • Dünnblechbereich
  • Oxidationsempfindliche Werkstoffe

-_> Überall dort, wo die geringe Produktivität von den positiven Eigenschaften hinsichtlich Verarbeitung und Nahtqualität überwogen werden…

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9
Q

Lichtbogenschweißen – Wolfram - Inertgasschweißen

Nenne die Werkstoffe

A
• Stähle
 Un- und niedriglegierte Stähle
 Hochlegierte Stähle
• Nichteisenmetelle
 Aluminium
 Kupfer
 Sondermetalle

–> Blechdicken bis ca. 6 mm

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10
Q

Lichtbogenschweißen – Lichtbogenhandschweißen

Aufgaben der Umhüllung

A
  1. Leitfähigkeit der Lichtbogenstrecke
    verbessern
  2. Bilden einer Schlacke
  3. Bilden einer Schutzgasatmosphäre
  4. Desoxidieren und ggf. auflegieren
  5. Verwendung als Zusatzwerkstoff durch
    Einbringen von Metallpulver
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11
Q

Lichtbogenschweißen – Lichtbogenhandschweißen
Kriterien für die Anwendung

Nenne die Vor- und Nachteile

A
• Vorteile
 Preiswerte Schweißanlage
 Hoch flexibel
 Verarbeitungseigenschaften und Schweißguteigenschaften über die Umhüllung einstellbar
 Weitgehend windunempfindlich
 Zwangslageneignung
 Gute Baustelleneignung

• Nachteile
 geringe Abschmelzleistung
 Kaum mechanisierbar

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12
Q

Lichtbogenschweißen – Lichtbogenhandschweißen
Kriterien für die Anwendung

Nenne die Werkstoffe

A

• Stähle
 Un- und niedriglegierte Stähle
 Hochlegierte Stähle

• Nichteisenmetelle
 Nickelbasislegierungen

Blechdicken einlagig bis ca. 6 mm

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13
Q

Lichtbogenschweißen – Lichtbogenhandschweißen
Kriterien für die Anwendung

Nenne die Anwendung

A

Überall dort, wo die geringe Produktivität
durch die hohe Flexibilität und oder die
gute Baustelleneignung aufgewogen
wird…

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14
Q

Lichtbogenschweißen – Metall-Schutzgasschweißen Schweißenergiequelle

Charakteristika

A
  • Gleichstrom
  • flach fallende Kennlinie
  • Brenner am Pluspol, Werkstück am Minuspol
  • Drahtvorschubsystem integriert oder als getrenntes Gerät mit Zwischenschlauchpaket
  • Häufig Brennerkühlung integriert
  • 60% Einschaltdauer für teilmechanisierten Betrieb
  • 100% Einschaltdauer für vollmechanisierte Anlagen
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15
Q

Lichtbogenschweißen – Metall-Schutzgasschweißen

Schutzgase und Elektroden

A
Schutzgase
• Argon
• CO2
• Helium (auch in Anteilen in Argon)
• Argon/CO2 -Mischungen (bis 20%)
• teilweise auch O2 in kleinen Anteilen

Elektroden
• 0,8 – 2,4 mm Durchmesser
• 15 kg Spulen (Stahl)
• kleinere und größere Konfektionierungen erhältlich

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16
Q

Lichtbogenschweißen – Metall-Schutzgasschweißen
Kriterien für die Anwendung

Nenne die Vor- und Nachteile

A
• Vorteile
 gut mechanisierbar
 Weite Skalierbarkeit hinsichtlich
Abschmelzleistung und Wärmeeintrag
 Hohe Bandbreite an verarbeitbaren
Blechdicken
 zwangslagengeeignet

• Nachteile
 Windempfindlich

17
Q

Lichtbogenschweißen – Metall-Schutzgasschweißen
Kriterien für die Anwendung

Nenne die Werkstoffe

A

• Stähle
 Un- und niedriglegierte Stähle
 Hochlegierte Stähle

• Nichteisenmetelle
 Aluminium
 Kupfer
 Nickel
 …

Blechdicken bis ca. 8 mm (einlagig)

18
Q

Lichtbogenschweißen – Metall-Schutzgasschweißen
Kriterien für die Anwendung

Nenne die Anwendung

A
• Wurzelschweißungen
• Verbindungsschweißungen
• Baustellenschweißungen
Flexibles und produktives
Standardverfahren, überall dort
verwendet, wo produktivere Verfahren
nicht wirtschaftlich sind und weniger
Produktive keine technologischen
Vorteile bringen…
19
Q

Lichtbogenschweißen – Bolzenschweißen

Nenne die Verfahrensvarianten

A

Hubzündung

Spitzenzündung

20
Q

Erläuter das Prinzip von Hubzündungen beim Bolzenschweißen

A

Bolzenschweißen mit Hubzündung wird der Lichtbogen durch Abheben des kegelförmigen Bolzenendes bei anliegender Schweißspannung gezündet. Ein Keramikring liefert beim Heißwerden Schutzgas, welches die Ionisierung der Lichtbogenstrecke erleichtert und damit das Aufrechterhalten des Lichtbogens gewährleistet. Nachdem sowohl das Bolzenende als auch die Oberfläche des
Werkstückes angeschmolzen sind, wird der Schweißstrom abgeschaltet und der Bolzen in die flüssige Schmelze gedrückt. Der Keramikring formt dabei den Schweißwulst. Die Abläufe werden nach dem Start des Prozesses zeitgesteuert durchgetaktet. Es können Bolzen von ca. 3 mm bis ca. 25 mm Durchmesser verarbeitet werden.

21
Q

Erläuter das Prinzip von Spitzenzündung beim Bolzenschweißen

A

Beim Bolzenschweißen mit Spitzenzündung wird ein Bolzen mit einer genau definierten Spitze federbelastet auf die Oberfläche gedrückt und mit einer Kondensatorbatterie, in der die benötigte Schweißenergie gespeichert ist, verbunden. Die hohen anfänglichen Ströme bei der Entladung des Kondensators lassen die Spitze fast augenblicklich schmelzen bzw. verdampfen, es entsteht ein Lichtbogen der die Stirnflächen anschmilzt. Getrieben durch die Federkraft wird der Bolzen während der Lichtbogenbrennphase in Richtung des Bleches beschleunigt. Bei Kontakt der Schmelzen erlischt der
Lichtbogen und die Verbindung ist erstellt. Der Prozess läuft innerhalb weniger ms ab. Aufgrund der sehr kurzen Schweißzeit ist die Fläche, die aufgeschmolzen werden kann begrenzt, es können Bolzendurchmesser von ca. 2 mm bis ca. 8 mm verschweißt werden. Die extrem kurze Einwirkzeit der Schweißwärme ermöglicht es auch sehr dünne Bleche als Substrat verwenden zu können, ohne das
deren Rückseite thermisch beeinträchtigt wird.

22
Q

Lichtbogenschweißen – Bolzenschweißen
Kriterien für die Anwendung

Nenne die Anwendung

A

Elektroindustrie
Automobilindustrie
Bauwesen

23
Q

Lichtbogenschweißen – Bolzenschweißen
Kriterien für die Anwendung

Nenne die Vor- und Nachteile

A

• Vorteile
 hohe Wiederholgenauigkeit
 automatisiert einsetzbar
 Weites Spektrum an Aufschweißbolzen verfügbar
 Auch auf sehr dünnen Substratblechen anwendbar
 preiswert (standardbolzen)

• Nachteile
 Für jeden Schweißbolzen ist eine angepasste Aufnahme erforderlich
 Verwendung von Sonderbolzen teuer

24
Q

Lichtbogenschweißen – Bolzenschweißen
Kriterien für die Anwendung

Nenne die Werkstoffe

A
• Stähle
 Un- und niedriglegierte Stähle
 Hochlegierte Stähle
• Nichteisenmetelle
 Aluminium
 Messing

Bolzendurchmesser von 3 mm
(Spitzenzündung) bis ca. 25 mm
(Hubzündung)

25
Q

Lichtbogenschweißen – Gefährdungen und Arbeitsschutz

Elektrische Gefährdung

A
• Gleichspannung darf 113 V
Scheitelwert nicht überschreiten.
Wechselspannung ist auf 68 V
Scheitelwert und 48 V Effektivwert
begrenzt

Schutzmaßnahmen:

  • Gummimatten oder isolierenden Schuhen
  • Masken gegen Schweißrauche