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Lösungen, Klausurtipps, Prüfungsfragen

Schweiß­fach­in­ge­nieur Prüfungs­fra­gen: Schweiß­technik - Schmelz­schwei­ßen, Schweiß­ver­fahren

980 Wörter / ~3½ Seiten sternsternsternsternstern_0.2 Autor Philipp M. im Feb. 2014
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Prüfungstipps
Maschinenbau

Universität, Schule

RWTH Aachen Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule

Note, Lehrer, Jahr

2012, Skript DVS

Autor / Copyright
Philipp M. ©
Metadaten
Format: pdf
Größe: 0.20 Mb
Ohne Kopierschutz
Bewertung
sternsternsternsternstern_0.2
ID# 37499







 

 

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.

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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