1.) Nenne die Hauptanwendungsgebiete
des Gasschweißens und verschweißte Werkstoffe!
Die Hauptanwendungsgebiete des Gasschweißens sind
Blechbearbeitung, Installationstechnik und Rohrleitungsbau. Es werden
hauptsächlich un- und niedriglegierte Stahlwerkstoffe geschweißt.
2.) Welche Wärmequelle wird beim
Gasschmelzschweißen/Autogenschweißen als Wärmequelle?
Eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme dient als Wärmequelle.
3.) Erkläre das Verfahrensprinzip
beim Gasschmelzschweißen!
Eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme schmilzt im
Schweißnahtbereich die beiden Werkstückflanken, die anschließend ineinander
fließen und die Schweißnaht bilden. Dünne Bleche können als Bördelnaht ohne
Zugabe von Schweißzusatz geschweißt werden. Bei dickeren Blechen wird zum
ausfüllen der Schweißfuge ein Stabförmiger Schweißzusatz verwendet, der in der
Flamme ebenfalls abgeschmolzen wird.
4.) Erkläre an Hand einer Skizze das
Gasschmelzschweißen, mit Hilfe der Begriffe Schweißbrenner, Gasflamme,
Schweißzusatz, Schweißnaht, Werkstücke, Schweißfuge!
5.) Welche Bauteile können beim
Gasschmelzscheißen auch ohne Schweißzusatz verschweißt werden?
Es können dünne Bleche ohne Schweißzusatz geschweißt
werden, eventuell Bördelnaht.
6.) Welche Funktion hat der
Schweißzusatz beim Gasschmelzschweißen?
Der von der Wärmequelle aufgeschmolzene Schweißzusatz
soll die Schweißfuge ausfüllen, er ermöglicht eine gute Modellierfähigkeit beim
Schweißen, wodurch die Spaltüberbrückbarkeit beim Schweißen und das Schweißen
in Zwangslagen begünstigt werden.
7.) Welche Kriterien sind für die
Auswahl des Brenngases beim Gasschmelzschweißens von Eisenwerkstoffe
entscheidend?
Für die Auswahl des Brenngases für Eisenwerkstoffe
sind Flammenleistung, Flammentemperatur, Heizwert Hu und Zündgeschwindigkeit von Bedeutung.
=> Flammenleistung = Heizwert · Zündgeschwindigkeit
8.) Nenne Vorteile des Brenngases
Acetylen beim Schweißen gegenüber anderen Gases!
Vorteile des Acetylens sind die hohe Flammentemperatur
von 3180 °C und die hohe Flammenleistung von 45 kJ/cm²s, sowie eine hohe
Zündgeschwindigkeit. Aufgrund dieser Vorteile hat sich für das Schweißen von
Eisenwerkstoffen Acetylen als einigstes Brenngas durchgesetzt. Das Acetylen ist
10% leichter als Luft und mindert somit die Unfallgefahr, da es nach oben
abzieht.
9.) Wie wird das in der
Schweißtechnik verwendete Acetylen gewonnen?
Das in der Schweißtechnik verwendete Acetylen wird
fast ausnahmslos aus Calciumcarbid gewonnen. Dies geschieht im
Acetylenentwickler, in dem Karbid und Wasser miteinander reagieren. Die Reaktion
verläuft nach der Formel:
CaC2 + 2 H2O => Ca(OH2) + Wärmeenergie
Calziumkarbid + Wasser => Kalkrückstand
10.) Beschreibe die Reaktion des
Acetylens in der Brenngasflamme!
Eine Aufspaltung des Acetylens (Moleküle) findet an
der Oberfläche des Flammenkegels statt und eine Teilverbrennung des Acetylens
mit dem Primärsauerstoff aus der Sauerstoffflasche. In der Streuflamme werden
die aufgespalteten und teilverbrannten Moleküle durch etwa noch nicht
verbrauchten und aus der Luft stammenden Sauerstoff (Sekundärsauerstoff)
vollständig verbrannt.
1. Stufe: 2C2H2 + 2O2 = 4CO + 2 H2
2. Stufe: 4CO + 2 H2 + 3O2 = 4CO2 + 2 H2O
1m³ Acetylen >> 1m³ Sauerstoff aus der Flasche +
1,5m³ Sauerstoff aus der Luft
11.) Warum ist die Entnahmemenge von
Acetylen aus einer Druckflasche beschränkt!
Es ist in einer porösen Masse (Calciumsilicaten +
Faserasbest) eingelagert, diese nimmt das eingefüllte Aceton auf, welches
seinerseits wieder das Aceton löst.
11 Aceton >> 251 Acetylen
12.) Wie wird Acetylen in Flaschen gelagert?
Acetylenflaschenfarbe = kastanienbraun
Es wird in Flaschen gespeichert, die mit einer porösen
Masse gefüllt sind. In diesen Massen wird das Acetylen eingelagert und daraus
entsteht dann das Acetylen. Flaschen werden stehend entleert. Flaschen mit
hochporösen Massen (93%) können auch waagerecht entleert werden.
13.) Aus welchen Gründen wird bei der
Lagerung von Sauerstoff ein Kaltvergaser erforderlich?
Für Großverbraucher ab 3000 m³/Monat wird der
Sauerstoff in flüssiger Form angeliefert (T= -183 °C), in wärmeisolierenden
Tanks gelagert und nach Bedarf in den gasförmigen Zustand übergeführt
(Kaltvergaser).
14.) Welche Funktion erfüllt der
Druckminderer beim Schmelzgasschweißen?
Der Druckminderer hat die Aufgabe, den Arbeitsdruck
unabhängig von Flaschenfülldruck und entnommener Gasmenge einzustellen und
möglichst konstant zu halten.
Arbeitsdruck: Acetylen 0,3-1,5 bar
Sauerstoff 2,5 bar
15.) Auf welche Art soll das falsche
Anschließen von Gasschläuchen verhindert werden?
Der Schlauchanschluss beim Reduzierventil erfolgt beim
Sauerstoffschlauch durch Rechtsgewinde, beim Acetylenschlauch durch
Linksgewinde. Ein weiterer Schutz ist die farbliche Markierung der Schläuche.
16.) Was sind
Gebrauchsstellenvorlagen (beim Gasschmelzschweißen) ?
Zur Verhinderung von Flammenrückschlägen in die
Gasflaschen bzw. einer Rückströmung von Sauerstoff in die Brenngasleitung bei
verschmutztem Brenner werden Rückschlagsicherungen (Gebrauchsstellenvorlagen)
vorgesehen. Die Rückschlagsicherungen bestehen meist aus federbelasteten
Ventilen, die durch das durchströmende Gas geöffnet werden und bei einem
Flammenrückschlag selbständig schließen. Es gibt aber auch Flammensperren aus
porösen metallischen Sinterkörpern, in denen die Flammen erlöschen.
17.) In welcher Reihenfolge wird ein
Brenner entzündet?
Im Brenner strömt der Sauerstoff mit hoher
Geschwindigkeit aus der Druckdüse in die Mischdüse, erzeugt im Ringspalt
zwischen Druckdüse und Mischdüse einen Unterdruck und saugt das Brenngas an.
Darum muss zum Zünden immer erst das Sauerstoffventil und dann das
Brenngasventil geöffnet werden. Zum Löschen werden zuerst das Brenngasventil
und dann das Sauerstoffventil zugedreht.
18.) Skizziere und beschreibe einen
beim Gasschmelzverfahren verwendeten Saugbrenner!
Aus den zugeführten Gasen, Brenngas und Sauerstoff,
bildet der Brenner das erforderliche Gemische und hält es konstant. Der meist
verwendete Brenner ist der Saugbrenner, der das Brenngas und den Sauerstoff
mischt, bevor sie aus der Brenndüse austreten. Die Mischstelle nennt man
„Injektor“, daher auch der Begriff „Injektionsbrenner“.
19.) Was versteht man unter einer
Autogenflamme?
Die Autogenflamme entsteht beim Zünden des
Gasgemisches aus Brenngas und Sauerstoff, das aus der Brennerdüse ausströmt.
Die Autogenflamme ist durch eine zweistufige Verbrennung Brenngas und
Sauerstoff gekennzeichnet.
20.) Worauf ist beim
Gasschmelzschweißen in geschlossenen Räumen besonders zu achten?
Da der Umgebungsluft laufend Sauerstoff entzogen wird,
ist beim Schweißen in geschlossenen Räumen auf hinreichende Frischluftzufuhr zu
achten.
21.) Was versteht man unter einer
„neutralen“ Flamme beim Gasschmelzschweißen?
Für das Schweißen von Eisenwerkstoffe wird das
Gasverhältnis Acetylen/Sauerstoff = 1:1 eingestellt. Eine derartige Flamme wird
als „neutral“ bezeichnet.
22.) Was bewirkt ein
Acetylenüberschuss des Gasgemisches beim Gasschmelzschweißen und wann wird dies
angewandt?
Acetylenüberschuss wirkt aufkohlend; er wird
angewendet unter anderem beim Schweißen von Gusseisen sowie beim
Hartauftragsschweißen.
23.) Was bewirkt ein
Sauerstoffüberschuss des Gasgemisches beim Gasschmelzschweißen und wann wird
dies angewandt? (S.85)
Sauerstoffüberschuss führt zur Oxidation. Lediglich
beim Schweißen von Messing wird die Flamme auf größeren Sauerstoffüberschuss
eingestellt, um Porenbildung und ein Ausdampfen des Zinks zu verhindern.
24.) Was versteht man unter
Nachlinks- bzw. Nachrechtsschweißen und wann finden diese Schweißarten
Anwendung?
Nachlinksschweißen:
Anwendungen:
Die NL-Schweißung wird wegen der geringeren
Wärmeeinbringung in das Werkstück für Blechdicken bis etwa 3 mm eingesetzt.
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Nachrechtsschweißen:
Anwendungen:
Die NR-Schweißung ergibt eine bessere
Durchschweißung besonders an Werkstücken mit über 3 mm Dicke und einen
besseren Schutz des Schweißbades vor Luftzutritt.
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