Angewandte Schweißmetallurgie: Anleitung für die Praxis
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
Dt. Verl. für Schweißtechnik, DVS-Verl.
1996
|
| Schriftenreihe: | Fachbuchreihe Schweißtechnik
113 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 252 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3871551309 |
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
VORBEMERKUNG 1
1 HERSTELLUNG METALLISCHER WERKSTOFFE 3
1.1 METHODEN ZUR HERSTELLUNG VON EISEN UND STAHL 3
1.1.1 ALLGEMEINES 3
1.1.2 REDUKTION DER EISENERZE 3
1.1.2.1 ROHSTOFFE 3
1.1.2.2 ROHEISENERZEUGUNG 5
AUFBAU DES HOCHOFENS 5
HOCHOFENPROZESS 6
NACHBEHANDLUNG DES ROHEISENS 7
1.1.2.3 DIREKTREDUKTIONSVERFAHREN 8
1.1.3 STAHLHERSTELLUNG 9
1.1.3.1 METALLURGISCHE REAKTIONEN 9
1.1.3.2 AELTERE VERFAHREN DER STAHLHERSTELLUNG 10
1.1.3.3 SAUERSTOFFMETALLURGIE 10
SAUERSTOFFBLASVERFAHREN 10
ABLAUF DES PROZESSES 11
1.1.3.4 ELEKTROMETALLURGIE 13
ELEKTROSTAHLVERFAHREN 13
- STAHLHERSTELLUNG IM INDUKTIONSOFEN 13
- STAHLHERSTELLUNG IM ELEKTROLICHTBOGENOFEN 13
ABLAUF DES PROZESSES 15
SONDERVERFAHREN 15
1.1.3.5 SEKUNDAERMETALLURGISCHE NACHBEHANDLUNG 15
1.1.4 VERGIESSEN DES STAHLES 16
1.1.4.1 STAHLFORMGUSS 17
1.1.4.2 BLOCKGUSS 17
1.1.4.3 STRANGGUSS 18
1.1.5 WARMFORMGEBUNG DES STAHLES 20
1.1.5.1 SCHMIEDEN UND PRESSEN 20
1.1.5.2 WALZEN 22
1.1.5.3 ANDERE METHODEN DES WARMUMFORMENS 23
1.1.6 KALTUMFORMEN VON STAHL 23
1.1.6.1 KALTWALZEN 24
1.1.6.2 KALTZIEHEN 24
1.1.6.3 ANDERE METHODEN DES KALTVERFORMENS 25
1.1.7 TEMPERATURGEREGELTES WALZEN 25
1.2 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON NICHTEISEN-METALLEN 26
1.2.1 HERSTELLUNG VON ALUMINIUM 26
1.2.1.1 AUFBEREITUNG DES ERZES 26
1.2.1.2 GEWINNUNG VON HUETTENALUMINIUM 27
1.2.1.3 WEITERVERARBEITUNG VON ALUMINIUM 27
1.2.2 HERSTELLUNG VON KUPFER 28 1.2.3 HERSTELLUNG VON NICKEL 28
IMAGE 2
2 HERSTELLUNG UND EIGENSCHAFTEN VON SCHWEISSZUSAETZEN UND HILFSSTOFFEN 30
2.1 SCHWEISSZUSAETZE 30
2.1.1 SCHWEISSSTAEBE, SCHWEISSDRAEHTE, DRAHTELEKTRODEN 30
2.1.1.1 HERSTELLUNG VON SCHWEISSSTAEBEN UND SCHWEISSDRAEHTEN 30
2.1.1.2 EIGENSCHAFTEN VON SCHWEISSDRAEHTEN UND -STAEBEN 31
2.1.2 FUELLDRAEHTE UND FUELLDRAHTELEKTRODEN 34
2.1.2.1 HERSTELLUNG VON FUELLDRAEHTEN 35
2.1.2.2 EIGENSCHAFTEN VON FUELLDRAEHTEN 36
SELBSTSCHUETZENDE FUELLDRAEHTE 36
GASGESCHUETZTE FUELLDRAEHTE 39
2.1.3 STABELEKTRODEN 41
2.1.3.1 HERSTELLUNG VON STABELEKTRODEN 42
2.1.3.2 EIGENSCHAFTEN VON STABELEKTRODEN 44
AUFGABEN DER UMHUELLUNG 44
UMHUELLUNGSTYPEN 45
WIRKUNG VON UMHUELLUNGSROHSTOFFEN 47
2.2 SCHWEISSHILFSSTOFFE 52
2.2.1 SCHUTZGASE 52
2.2.1.1 GEWINNUNG VON SCHUTZGASEN 52
2.2.1.2 EIGENSCHAFTEN VON SCHUTZGASEN 54
2.2.2 SCHWEISSPULVER 55
2.2.2.1 HERSTELLUNG VON SCHWEISSPULVERN 56
2.2.2.2 EIGENSCHAFTEN VON SCHWEISSPULVERN 57
3 WERKSTOFFUEBERGANG BEIM SCHWEISSEN 60
3.1 WERKSTOFFUEBERGANG BEI STABELEKTRODEN 60
3.1.1 ABLOESUNGSKRAEFTE BEI FEIN- BIS MITTELTROPFIGEM UEBERGANG 61
3.1.2 ABLOESUNGSKRAEFTE BEI GROBTROPFIGEM UEBERGANG 62
3.2 WERKSTOFFUEBERGANG BEIM UNTERPULVERSCHWEISSEN 63
3.3 WERKSTOFFUEBERGANG BEIM METALL-SCHUTZGASSCHWEISSEN 64
3.3.1 WERKSTOFFUEBERGANG BEIM KURZLICHTBOGEN 64
3.3.2 WERKSTOFFUEBERGANG BEIM SPRUEH- UND LANGLICHTBOGEN 66
3.3.2.1 KRAEFTE BEIM WERKSTOFFUEBERGANG 66
ERDBESCHLEUNIGUNG 66
VISKOSITAET UND OBERFLAECHENSPANNUNG 66
SOGKRAEFTE DER PLASMASTROEMUNG 69
PINCH-EFFEKT 69
KRAEFTE, DIE DER TROPFENABLOESUNG ENTGEGENWIRKEN 71
3.3.2.2 BESONDERHEITEN DES WERKSTOFFUEBERGANGS 72
3.3.3 WERKSTOFFUEBERGANG BEIM IMPULSLICHTBOGEN 72
3.4 WERKSTOFFUEBERGANG BEIM FUELLDRAHTSCHWEISSEN 74
3.4.1 SELBSTSCHUETZENDE FUELLDRAEHTE 74
3.4.2 GASGESCHUETZTE FUELLDRAEHTE 75
4 ZU- UND ABBRAND BEIM SCHWEISSEN 78
4.1 BEGRIFFE 78
4.2 METALLURGISCHE REAKTIONEN 78
4.2.1 METALL-SCHLACKE-REAKTIONEN 79
4.2.2 METALL-GAS-REAKTIONEN 81
4.3 RAEUMLICHER ABLAUF DER REAKTIONEN 82
IMAGE 3
4.3.1 REAKTIONSORTE BEI METALLURGISCHEN REAKTIONEN 83
4.3.2 REAKTIONSORTE BEI AUFLEGIERUNGSVORGAENGEN 84
4.3.3 MECHANISMUS DER AUFNAHME VON FERROLEGIERUNGEN 84
4.4 EINFLUSS DER SCHWEISSPARAMETER AUF DEN ZU- UND ABBRAND 86
4.4.1 BEEINFLUSSUNG DES METALLURGISCHEN ZU- UND ABBRANDES 87
4.4.1.1 ZU- UND ABBRANDSCHAUBILDER 89
EINFLUSS DER SCHWEISSSTROMSTAERKE 89
EINFLUSS DER LICHTBOGENSPANNUNG 90
EINFLUSS DER SCHWEISSGESCHWINDIGKEIT 91
4.4.1.2 SCHWEISSPULVERDIAGRAMM 91
4.4.2 BEEINFLUSSUNG DER AUFLEGIERUNG 94
4.4.3 BEEINFLUSSUNG DES UEBERGANGS VON FERROLEGIERUNGEN 94
4.4.3.1 ZU- UND ABBRANDSCHAUBILDER BEI PULVERN MIT FERROLEGIERUNGEN 94
4.5 ANWENDUNG DER ERKENNTNISSE 97
4.5.1 BERECHNUNG DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG EINZELNER RAUPEN 99
5 ERSTARRUNG DES SCHWEISSGUTES 101
5.1 THEORETISCHE GRUNDLAGEN DER ERSTARRUNG 101
5.1.1 HOMOGENE KEIMBILDUNG 101
5.1.2 HETEROGENE KEIMBILDUNG 101
5.1.3 KONZENTRATIONSBEDINGTE UNTERKUEHLUNG 102
5.2 KRISTALLISATION IN SCHWEISSNAEHTEN 104
5.2.1 MAKROSKOPISCHE STRUKTUR 104
5.2.1.1 SICHTBARMACHEN DER ERSTARRUNGSFRONT 105
5.2.1.2 ALLGEMEINE EINFLUESSE AUF DIE RAUPENFORM 107
5.2.1.3 EINFLUSS DER SCHWEISSPARAMETER AUF DIE RAUPENFORM 108
5.2.1.4 EINFLUSS DER KONVEKTIONSSTROEMUNG AUF DIE RAUPENFORM 110
5.2.2 MIKROSKOPISCHE STRUKTUR 111
5.2.2.1 WACHSTUMSFORMEN DER KRISTALLE 111
5.2.2.2 SICHTBARMACHEN DER FEINERSTARRUNGSSTRUKTUR 112
5.2.2.3 EINFLUSS DER SCHWEISSPARAMETER AUF DIE ERSTARRUNGSFORM 114
5.3 SEIGERUNGEN 115
5.3.1 MAKROSEIGERUNGEN 115
5.3.2 MIKROSEIGERUNGEN 115
5.4 ANORMALITAETEN DER ERSTARRUNG 117
6 HEISSRISSBILDUNG BEIM SCHWEISSEN 119
6.1 HEISSRISSARTEN 119
6.2 HEISSRISSBILDUNGSTHEORIEN 120
6.2.1 URSACHEN FUER DIE ERSTARRUNGSRISSBILDUNG 120
6.2.2 URSACHEN FUER WIEDERAUFSCHMELZUNGSRISSE 122
6.2.3 URSACHEN FUER DIE LUNKERBILDUNG 123
6.3 HEISSRISSBILDUNG BEI HOCHLEGIERTEN STAEHLEN 124
6.3.1 ERSTARRUNG VON CHROM-NICKEL-STAEHLEN 124
6.3.2 WIRKUNG DES DELTA-FERRITS 125
6.3.3 SICHTBARMACHEN DER ERSTARRUNGSART 125
6.3.4 EINFLUSS DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG 126
6.3.5 ABSCHAETZUNG DER HEISSRISSANFAELLIGKEIT 127
6.4 HEISSRISSBILDUNG BEI VOLLAUSTENITISCHEN STAEHLEN UND NICKELLEGIERUNGEN
128
6.5 HEISSRISSBILDUNG BEI UN- UND NIEDRIGLEGIERTEN STAEHLEN 128
6.5.1 ARTEN DER ERSTARRUNG 129
IMAGE 4
6.5.2 EINFLUSS DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG 129
6.5.3 ABSCHAETZUNG DER HEISSRISSANFAELLIGKEIT 130
6.6 HEISSRISSBILDUNG BEI ALUMINIUM UND ALUMINIUMLEGIERUNGEN 131
6.7 NACHWEIS VON HEISSRISSEN 132
6.8 SCHWEISSTECHNISCHE MASSNAHMEN ZUR VERRINGERUNG DER HEISSRISSANFAELLIGKEIT
134
6.8.1 VERMEIDUNG SCHAEDLICHER KORNGRENZENFILME 134
6.8.1.1 EINFLUSS DER SCHWEISSPARAMETER 135
6.8.2 VERMINDERUNG DES EIGENSPANNUNGSZUSTANDES 136
6.9 PRUEFUNG DER HEISSRISSANFAELLIGKEIT 136
6.9.1 SELBSTBEANSPRUCHENDE PROBEN 137
6.9.2 FREMDBEANSPRUCHENDE PROBEN 138
6.9.2.1 HEISSZUGVERSUCH 138
6.9.2.2 HDR-VERSUCH 139
6.9.2.3 MVT-VERSUCH 141
7 GASREAKTIONEN BEIM SCHWEISSEN 142
7.1 STICKSTOFF IM SCHWEISSGUT 142
7.1.1 MECHANISMUS DER AUFNAHME 143
7.1.2 RAEUMLICHER ABLAUF DER REAKTIONEN 146
7.1.3 LOESLICHKEIT DES STICKSTOFFS 147
7.1.4 STICKSTOFF AUFNAHME BEI DEN VERSCHIEDENEN SCHWEISSVERFAHREN 148
7.1.4.1 STICKSTOFFAUFNAHME BEIM GASSCHWEISSEN 149
7.1.4.2 STICKSTOFFAUFNAHME BEIM LICHTBOGENHANDSCHWEISSEN 149
7.1.4.3 STICKSTOFFAUFNAHME BEIM SCHUTZGASSCHWEISSEN 153
7.1.4.4 STICKSTOFFAUFNAHME BEIM UNTERPULVERSCHWEISSEN 154
7.1.5 AUSWIRKUNG DES STICKSTOFFS AUF DIE WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 158
7.2 SAUERSTOFF IM SCHWEISSGUT 160
7.2.1 MECHANISMUS DER AUFNAHME 160
7.2.2 RAEUMLICHER ABLAUF DER REAKTIONEN 162
7.2.2.1 BEWEIS FUER DEN ABLAUF EINER BADREAKTION 163
7.2.3 BINDUNGSFORM DES SAUERSTOFFS 164
7.2.3.1 FREIER SAUERSTOFF 165
MESSMETHODIK 165
ERMITTELN DES FREIEN SAUERSTOFFGEHALTES 166
7.2.3.2 GEBUNDENER SAUERSTOFF 169
DURCHFUEHRUNG VON RUECKSTANDSISOLIERUNGEN 169
7.2.3.3 GESAMTSAUERSTOFF 169
7.2.4 SAUERSTOFFAUFNAHME BEI DEN VERSCHIEDENEN SCHWEISSVERFAHREN 171
7.2.4.1 SAUERSTOFFAUFNAHME BEIM LICHTBOGENHANDSCHWEISSEN 171
7.2.4.2 SAUERSTOFFAUFNAHME BEIM MIG-/MAG-SCHWEISSEN 172
EINFLUSS DES SCHUTZGASES UND DER SCHWEISSPARAMETER 172
EINFLUSS DER DRAHTELEKTRODE 173
7.2.4.3 SAUERSTOFFAUFNAHME BEIM UNTERPULVERSCHWEISSEN 174
EINFLUSS DES SCHWEISSPULVERS 174
EINFLUSS DER DRAHTELEKTRODE 177
EINFLUSS DER SCHWEISSPARAMETER 178
7.2.5 AUSWIRKUNGEN DES SAUERSTOFFS AUF DIE WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 178
7.2.5.1 BEEINFLUSSUNG DER ZAEHIGKEIT 178
7.2.5.2 BEEINFLUSSUNG DER HEISSRISSANFAELLIGKEIT 181
7.3 WASSERSTOFF IM SCHWEISSGUT 181
IMAGE 5
7.3.1 WASSERSTOFFAUFNAHME BEIM SCHWEISSEN 181
7.3.2 RAEUMLICHER ABLAUF DER REAKTIONEN 183
7.3.3 LOESLICHKEIT FUER WASSERSTOFF 184
7.3.3.1 LOESLICHKEIT IM FLUESSIGEN ZUSTAND 184
7.3.3.2 LOESLICHKEIT IM FESTEN ZUSTAND 185
7.3.4 MESSEN DES WASSERSTOFFGEHALTES IM SCHWEISSGUT 185
7.3.4.1 MESSEN DES DIFFUSIBLEN WASSERSTOFFS 186
7.3.4.2 MESSEN DES RESIDUALEN WASSERSTOFFS 187
7.3.5 WASSERSTOFFAUFNAHME BEI DEN VERSCHIEDENEN SCHWEISSVERFAHREN 187
7.3.5.1 WASSERSTOFFAUFNAHME BEIM LICHTBOGENHANDSCHWEISSEN 187
7.3.5.2 WASSERSTOFFAUFNAHME BEIM SCHUTZGASSCHWEISSEN 189
7.3.5.3 WASSERSTOFFAUFNAHME BEIM UNTERPULVERSCHWEISSEN 190
7.3.6 AUSWIRKUNGEN DES WASSERSTOFFS AUF DIE EIGENSCHAFTEN DES
SCHWEISSGUTES 191
7.3.6.1 VORUEBERGEHENDE ERSCHEINUNGEN 191
7.3.6.2 BLEIBENDE ERSCHEINUNGEN 193
7.3.6.3 PRUEFVERFAHREN ZUR ERMITTLUNG DER WASSERSTOFFRISSANFAELLIGKEIT VON
STAEHLEN 194
7.3.6.4 MASSNAHMEN ZUR VERMEIDUNG WASSERSTOFFINDUZIERTER RISSBILDUNG 195
8 PORENBILDUNG BEIM SCHWEISSEN 198
8.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG 198
8.2 PORENBILDUNGSMECHANISMEN 199
8.2.1 MECHANISCHE PORENBILDUNG 199
8.2.1.1 MECHANISCHE PORENBILDUNG DURCH GASE IM SCHWEISSSPALT 199
8.2.1.2 MECHANISCHE PORENBILDUNG BEIM UEBERSCHWEISSEN VON
OBERFLAECHENSCHICHTEN . . .. 201 PROBLEME BEIM UEBERSCHWEISSEN VON
FERTIGUNGSBESCHICHTUNGEN 202
PROBLEME BEIM SCHWEISSEN VERZINKTER STAEHLE 203
8.2.2 METALLURGISCHE PORENBILDUNG 204
8.2.2.1 GASINHALTE VON POREN 204
8.2.2.2 LOESUNGSVERMOEGEN FUER GASE 205
8.2.2.3 MECHANISMEN DER BLASENBILDUNG 206
8.2.2.4 BLASENWACHSTUM UND FORM DER POREN 207
8.2.2.5 METALLURGISCHE PORENBILDUNG BEI DEN VERSCHIEDENEN
SCHWEISSVERFAHREN 208
PORENBILDUNG BEIM GASSCHWEISSEN 208
PORENBILDUNG BEIM LICHTBOGENHANDSCHWEISSEN 209
PORENBILDUNG BEIM SCHUTZGASSCHWEISSEN 210
PORENBILDUNG BEIM UNTERPULVERSCHWEISSEN 213
8.3 AUSWIRKUNG VON POREN AUF DIE HALTBARKEIT DER SCHWEISSVERBINDUNG 214
9 WIRKUNG VON SPURENELEMENTEN 217
9.1 AENDERUNG DES EINBRANDVERHALTENS 217
9.1.1 EINFLUSS AUF DIE LICHTBOGENPARAMETER 217
9.1.2 EINFLUSS AUF DIE BADSTROEMUNG 218
9.1.2.1 EINFLUSS DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG 219
9.1.2.2 EINFLUSS DER SCHWEISSBEDINGUNGEN 222
STROMSTAERKE 222
LICHTBOGENLAENGE 222
SCHWEISSGESCHWINDIGKEIT 223
SONSTIGE EINFLUESSE 224
9.1.2.3 WIRKUNG VON ZUSAETZEN 224
IMAGE 6
9.2 BEEINFLUSSUNG DER VISKOSITAET 224
9.3 BEEINFLUSSUNG DER HEISSRISSIGKEIT 225
9.4 EINFLUESSE AUF DIE ZAEHIGKEIT DES SCHWEISSGUTES 226
9.4.1 EINFLUSS VON TITAN 227
9.4.2 EINFLUSS VON ALUMINIUM 227
9.4.3 EINFLUSS VON NIOB 228
9.4.4 EINFLUSS VON VANADIN 229
9.4.5 EINFLUSS VON BOR 229
9.4.6 EINFLUSS VON PHOSPHOR UND SCHWEFEL 230
SCHRIFTTUM 231
SACHWORTVERZEICHNIS 245
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