7) Schweißen1

• Verflüssigen + Verbinden + Erstarren der Werkstoffe

• Nicht lösbare, stoffschlüssige Verbindung

• Kraftlinien nahezu ideal → höhere Festigkeit

• Besonders für dynamische Beanspruchungen (geringe Kerbwirkung)

• Konkurrierende Verfahren: Schrauben, Nieten, Kleben, Löten

• Schweißeignung: Werkstoffe müssen schweißbar sein

• Schweißmöglichkeit: Verbindungsstelle vorbereitet, Temperatur regelbar

• Schweißsicherheit: Bauteil muss Kraft über Schweißnaht übertragen

Unterscheidung nach:

• Art des Schutzgases (aktiv/inert)

• Art der Elektrode (abschmelzend/nicht abschmelzend)

Arten:

• WSG: Wolfram-Schutzgas, nicht abschmelzend

• MSG: Metall-Schutzgas, abschmelzend

  • MIG: Inertgas (Ar, He)

  • MAG: Aktivgas (CO₂, O₂)

• Lärm → Schwerhörigkeit → Gehörschutz

• Brand → Lebensgefahr → Melden, Löschen

• Elektrischer Strom → Herzkammerflimmern → Masse direkt anschließen

• Optische Strahlung → Verblitzen → Schweißschutzschirm

• Schweißrauch → Krebserregend → Absauganlage

• Druckgasflaschen → Explosion → Angemessener Umgang

• PB = Horizontalposition

• Teile stehen rechtwinklig zueinander

• Schleppend: Einbrand tief, Nahtbreite schmal

Stumpfnähte (in einer Ebene):

• I-Naht, U-Naht, V-Naht, HV-Naht, Y-Naht, HY-Naht

Kehlnähte:

• Teile rechtwinklig zueinander

• Kehl-Naht

Mehrere Schweißraupen übereinander

Wieso:

• Bei dicken Materialien

• Energiemenge begrenzt

• Vermeidung von zu viel Grundmaterialschmelze

Lagen:

1. Wurzellage

2. Mittellage (Fülllage)

3. Decklage

4. Gegenlage (von Rückseite)

Zweck: Schutz des Schmelzbads vor Luftsauerstoff

Gase:

• Argon (Ar) - inert

• Helium (He) - inert

• Kohlendioxid (CO₂) - aktiv

• Sauerstoff (O₂) - aktiv

Mischungen: C1, M20, M21 (82 % Argon und 18 % CO2), M22, I1, I3

1. Schweißstromquelle

2. Drahtvorschub

3. Schweißbrenner

4. Drahtelektrode

5. Schutzgasflasche

6. Druckminderer

7. Schlauchpaket

8. Schutzgaszuführung

9. Schweißstromleitung

10. Wasservor-/-rücklauf

11. Ein-/Ausschalter

12. Werkstückklemme

Aufgabe:

• Umwandlung Netzstrom → Schweißstrom (Gleichstrom)

• Pluspol an Drahtelektrode, Minuspol am Werkstück

• Spannung einstellbar, Strom über Drahtvorschub

Arten:

1. Konventionell: mit Stufenschalter

2. Elektronisch geregelt: stufenlos einstellbar

Einstellgrößen:

• Spannung U

• Drahtvorschubgeschwindigkeit

• Drosselung

• Schutzgasmenge

Brennerführung:

• Brennerneigung

• Kontaktrohrabstand

• Schweißgeschwindigkeit

• Pendeln

Beeinflusst:

• Lichtbogenlänge, Nahtprofil, Abschmelzleistung

• Spritzer, Poren, Kerben, Bindefehler

• U-I-Diagramm: Spannung über Stromstärke

• Verbindung von Strom- und Spannungswerten

• Bei gleicher Lichtbogenlänge gemessen

• Experimentell ermittelt

• Leicht steigender Verlauf

• Bereich: von kürzester bis längster Lichtbogenlänge

• Gilt für: einen Zusatzwerkstoff, Drahtdurchmesser, Schutzgasart

1. Zerstörende Prüfung:

• Biegeprüfung (Quer, Längs, Seiten)

2. Zerstörungsfreie Prüfung:

• VT: Sichtprüfung (Messschieber, Lehren)

• PT: Farbeindringverfahren (Oberflächenrisse)

• MT: Magnetpulverprüfung (nur ferromagnetisch)

• UT: Ultraschallprüfung (innere Fehler)

1. Industrieroboter

2. Manipulator

3. Steuerungsschrank

4. Drehtisch/Zusatzachse

5. Vorrichtung

6. Schweißstromquelle

7. Drahtvorschub

8. Absaugung

9. FlexPendant (Bedieneinheit)

Was: Vorrichtung zum Aufspannen schwerer Teile (bis 100t)

Wozu:

• Optimale Schweißpositionen: Wannenlage PA, Kehllage PB

• Von Hand oder automatisch bedienbar

Optionen:

• Fußpedal

• Servogesteuerte Geschwindigkeiten

• Bestückungsdrehkran

1-Station:

• Günstig

• Nachteil: Entweder Roboter ODER Mensch arbeitet

2-Stationen:

• Vorteil: Beide arbeiten gleichzeitig

• Produktivität durch Austaktung entscheidend

2 Systemarten:

1. Roboter + Mensch bewegen sich zum Bauteil (große Teile)

2. Bauteil wird zum Roboter bewegt (Drehtisch/Förderkette)

1. Touchsensor: Startpunktbestimmung, berührend

2. Längsfolgesensor: Folgt Längsstrukturen, berührend

3. Lichtbogensensor: Findet Nahtfuge beim Pendeln online

4. Optischer Sensor: Laser, findet Nahtfuge, weniger Vorbereitung nötig

1. Teach-In:

• Anfahren der Punkte an Anlage

• Vorteile: Leicht verständlich, Toleranzen egal

2. Offline:

• Simulation am PC

• Vorteile: Sauberes Umfeld, früher möglich, keine Kollisionen

• Nachteil: Nachteachen immer notwendig

Vorteile (+):

• Weniger Sicherheitstechnik nötig

• Einfacher zu programmieren

• Arbeitet mit Mensch zusammen

Nachteile (-):

• Eingeschränkte Funktionalität

• Weniger umweltgeschützt

• Spezielle Schweißfunktionen fehlen

Fazit: Potenzial für Zukunft, aber Durchsetzung fraglich