6ACMB 2. FET Test

Beim Keilschneiden wird das Material entlang einer Schneidkante oder -fläche durch das Eindringen eines Schneidwerkzeugs geschnitten, während beim Scherschneiden das Material zwischen zwei Kanten oder Oberflächen durch Scherkräfte getrennt wird. Beispiele für Keilschneidwerkzeuge sind Messer und Klingen, während Scheren und Zangen typische Beispiele für Scherschneidwerkzeuge sind.

Einschneidig: Flachmeißel, Keilmeißel

Zweischneidig: Kneifzange, Bolzenschneider

Großer Keilwinkel:

-        breiteren Kontaktfläche zwischen dem Werkzeug und dem zu schneidenden Material

-        Trennkraft wird reduziert -> Kraft auf größere Fläche verteilt

-        bei weichen Materialien wie Papier oder Kunststoffen

Kleiner Keilwinkel:

-        schärfere Schneidkante und kleinere Kontaktfläche zwischen dem Werkzeug und dem Material

-        Kraft konzentriert sich auf eine kleinere Fläche -> höhere Trennkraft

-        bei harten Materialien wie Metall oder Holz

Je kleiner das Scherspiel umso sauberer wird der Schnitt a=1/20 x s

Das Scherspiel muss an die Materialdicke angepasst werden. Ein zu kleines Scherspiel kann die Schneide beschädigen.

l=(F*a)/Fnh

-        Wasser wird unter sehr hohem Druck durch eine Düse gepresst, um einen stark gebündelten Wasserstrahl zu erzeugen

-        Wasserstrahl wird auf das zu schneidende Material gerichtet

-        Man kann dem Wasserstrahl abrasives Material wie beispielsweise Schleifmittel beimischen, um die Schneidleistung zu verbessern.

Vorteile des Wasserstrahlschneidens:

Vielseitigkeit: Sehr viele Materialien schneidbar (z.B. Metalle, Kunststoffe, Glas, Keramik, Stein,…)

Präzision: Durch die präzise Steuerung des Wasserstrahls können komplexe Formen und feine Schnitte mit hoher Genauigkeit erreicht werden (enge Toleranzen möglich)

Nachteile des Wasserstrahlschneidens:

Kosten: Anschaffungs- und Betriebskosten für Wasserstrahlschneidanlagen sehr hoch

Geschwindigkeit: kann langsamer sein als einige andere Schneidverfahren wie zum Beispiel das Plasma- oder Laserschneiden, insbesondere bei dickeren Materialien.

Trennstelle wird mittels Gas-Sauerstoffstrahl auf die Entzündungstemperatur von 1200°C erwärmt. Die Trennung erfolgt dann durch Zuschalten von  reinem Sauerstoff (geschmolzener Stahl wird an der Fuge geblasen)

Hochlegierte Stähle würden schmelzen, bevor der Trennschnitt erfolgt

1.)          Lichtbogen wird zwischen Elektrode und Düsenspitze gezündet (Pilotlichtbogen).

2.)          Gas wird zugeführt und in den Plasmazustand versetzt.

3.)          Durch Umschaltung der Spannung zwischen Elektrode und Werkstück wird das Plasma in Richtung Trennstelle beschleunigt.

4.)          Sobald der Plasmastrahl das Werkstück erreicht, wird der Pilotlichtbogen abgeschaltet und der Lichtbogen springt auf das Werkstück über.

5.)          Der Plasmastrahl trennt das Werkstück mit 30.000°C.

Vorteile:

•            hohe Geschwindigkeit (geringer Verzug)

•            hohe Schnittgeschwindigkeit

Nachteile:

·                 teure Schutzeinrichtungen gegen Lärm, UV-Strahlung und Giftgase notwendig

·                 Wärmebeeinflussung (möglicher Verzug)

Laserstrahlen werden mit Hilfe von Gasen oder Kristallen erzeugt und durch ein Linsensystem auf die Werkstückoberfläche fokussiert.

Prinzip:  zuerst wird die Trennstelle mittels Laserstrahl geschmolzen oder verdampft danach wird die Fuge mit zusätzlichem Schneidgas freigeblasen

·        für alle Stähle, Legierungen, Kunststoffe, Keramik,…

·        kleine, saubere Schnittfuge

·        geringe Wärmeeinwirkung

Vorteile: keine Gefüge Veränderung; dichte Verbindung; verschiedene Werkstoffe kombinierbar

Nachteile: große Fügefläche notwendig; Geringe Wärmefestigkeit; lange & komplizierte Aushärtung

Adhäsionskraft (=Oberflächenhaftung) an der Fügefläche -> zwischen Klebstoff & Fügefläche erreichbar, wenn die Fügefläche sauber, fettfrei, trocken und aufgeraut sind

Kohäsion -> Zusammenhalt zwischen den Klebemolekülen

1)     Von der Größe der Fügefläche

2)     Der Belastungsart

·        Abscherung (am Besten)

·        Geringe Zugspannung

·        Möglichst statisch

·        Keine „Schälung“ oder Biegung

Zug/Druck -> Ideal (ganze Fläche wird belastet)

Schälung -> schlecht (Punktuelle Belastung)

·        Schmelzklebstoffe: erstarren physikalisch durch Abkühlung (z.B.: Heißklebepistole)

·        Nassklebstoffe: härten durch verdunsten eines Lösungsmittels (z.B.: UHU)

·        Reaktionsklebstoffe: härten durch eine chemische Reaktion (z.B.: Epoxidharzkleber)

o   nach Temperatur: Warmkleber, Kaltkleber

o   nach Zusammensetzung: Ein-Komponentenkleber, Zwei-Komponentenkleber

·        flüssiges Lot muss den Grundwerkstoff ausreichend benetzen d.h. rasche Ausbreitung auf der Werkstoffoberfläche

·        Das Lot dringt in das Gefüge des Grundwerkstoffes ein, löst einen Teil davon und bildet eine Legierung.

Bedingungen für eine gute Benetzung:

·        der Grundstoff kann mit dem Lot eine Legierung bilden

·        die Lötstelle ist metallisch rein

·        der Werkstoff und das Lot sind genügend erwärmt

Ein Zwischenraum von weniger als 0,25mm bezeichnet man als Lötspalt. (Günstig)

Ist der Zwischenraum größer, so wird er als Lötfuge bezeichnet. (Ungünstig)

Die Kapillarwirkung ist das Phänomen, bei dem eine Flüssigkeit entlang eines dünnen Spalts oder einer Röhre aufgrund der Oberflächenspannung aufsteigt. In vielen Anwendungen wie beim Löten ermöglicht die Kapillarwirkung das Eindringen von Flüssigkeiten in engste Spalten oder Fugen.

·        Weichlöten: <450°C mit Flussmittel; sehr dicht und leitfähig, geringe Belastbarkeit

·        Hartlöten >450°C mit Flussmittel unter Schutzgas oder Vakuum; höhere Festigkeit

·        Hochtemperaturlöten >900°C unter Schutzgas oder Vakuum; hohe Festigkeit, für höhere Einsatztemperaturen des Werkstoffes

·        Löten mit angesetztem Lot:  Berühren mit Lot nach Erwärmung des Werkstoffes

·        Löten mit eingelegtem Lot: Lot und Werkstoff werden erwärmt

·        Tauchlöten: Werkstoff wird in Bad aus flüssigem Lot erwärmt à Lot dringt in Spalt ein

·        Flammlöten: Teile werden mit Gasflamme erwärmt

·        Kolbenlöten: Werkstoff wird mit Lötkolben erwärmt (nur bei Weichlöten)

zerstörungsfreie Prüfung

·        Magnetpulververfahren

·        Ultraschallverfahren

·        Röntgenprüfung

zerstörende Prüfung

·        Schnitt durch die Schweißnaht

·        Biegeprüfung

·        Zugprüfung

·        Spritzer und Zündfehler

·        Einbrandkerben

·        Bindefehler

·        Porenbildung

·        Einschlüsse

·        Erstarrungsrisse

·        Aufhärtungsrisse