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Schweißtechnik: Werkstoffe - Konstruieren - Prüfen

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Bibliographic Details
Format:	Book
Language:	German
Published:	Düsseldorf VDI-Verl. 1996
Edition:	2., überarb. Aufl.
Subjects:	Schweißen
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XXII, 641 S. zahlr. Ill. und graph. Darst.
ISBN:	318401584X 3540623701

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_version_	1805068773804212224
adam_text	VIII INHALTSVERZEICHNIS HAEUFIG BENUTZTE SYMBOLE XX ABKUERZUNGEN XXII 1 GRUNDLAGEN DER WERKSTOFFKUNDE UND DER KORROSION (G. SCHULZE) 1 1.1 SCHWEISSTECHNIK ERFORDERT DIE WERKSTOFFKUNDE 1 1.2 AUFBAU METALLISCHER WERKSTOFFE 2 1.2.1 BINDUNGSFORMEN DER METALLE 2 1.2.1.1 METALLISCHE BINDUNG 4 1.2.1.2 LONENBINDUNG (HETEROPOLARE BINDUNG) 5 1.2.1.3 ATOMBINDUNG (KOVALENTE BINDUNG) 5 1.2.2 GITTERAUFBAU DER METALLE 6 1.2.2.1 GITTERBAUFEHLER (REALKRISTALLE) 7 1.2.3 GEFUEGE, KORN, KRISTALLIT, KORNGROESSE 12 1.3 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER METALLE 14 1.3.1 VERFORMUNGSVORGAENGE IM IDEALKRISTALL 15 1.3.2 VERFORMUNG UND VERFESTIGUNG IN TECHNISCHEN WERKSTOFFEN 15 1.3.3 VERFESTIGUNG 17 1.3.4 EINFLUSS DER KORNGRENZEN 19 1.4 PHASEN, PHASENGEMISCHE, PHASENUMWANDLUNGEN 21 1.4.1 PRIMAERKRISTALLISATION REINER METALLE 22 1.4.2 PRIMAERKRISTALLISATION VON LEGIERUNGEN 24 1.4.3 UMWANDLUNGEN IM FESTEN ZUSTAND 27 1.4.3.1 MARTENSITBILDUNG 27 1.5 THERMISCH AKTIVIERTE VORGAENGE 30 1.5.1 ERHOLUNG UND REKRISTALLISATION 32 1.5.2 WARMVERFORMUNG 35 1.6 GRUNDLAGEN DER LEGIERUNGSKUNDE 36 1.6.1 MISCHKRISTALLE 36 1.6.2 ZUSTANDSSCHAUBILDER 38 1.6.2.1 ZUSTANDSSCHAUBILD FUER VOLLKOMMENE LOESLICHKEIT IM FLUESSIGEN UND FESTEN ZUSTAND 39 1.6.2.2 EUTEKTISCHE SYSTEME 41 1.6.2.3 SYSTEME MIT BEGRENZTER LOESLICHKEIT 42 1.6.2.4 SYSTEME MIT INTERMEDIAEREN PHASEN 43 1.6.2.5 SYSTEME MIT UMWANDLUNGEN IM FESTEN ZUSTAND 44 1.6.3 NICHTGLEICHGEWICHTSZUSTAENDE 44 1.6.3.1 KRISTALLSEIGERUNG 45 1.6.3.2 ENTARTETES EUTEKTIKUM 46 1.6.4 AUSSAGEFAEHIGKEIT UND BEDEUTUNG DER ZUSTANDSSCHAUBILDER FUER DAS SCHWEISSEN 46 IX 1.6.4.1 ABSCHAETZEN DES SCHWEISSVERHALTENS 46 1.6.4.2 MECHANISCHE GUETEWERTE 47 1.6.5 DREISTOFFSYSTEME 47 1.6.5.1 TERNAERE SCHAUBILDER IN EBENER DARSTELLUNG 50 1.6.5.1.1 ISOTHERMISCHE SCHNITTE 50 1.6.5.1.2 VERTIKALSCHNITTE 51 1.6.5.1.3 QUASIBINAERE SCHNITTE 51 1.7 GRUNDLAGEN DER KORROSION 52 1.7.1 DEFINITIONEN UND BEGRIFFE 53 1.7.2 ELEKTROCHEMISCHE VORGAENGE 54 1.7.3 KORROSIONSVORGAENGE IN WAESSRIGEN LOESUNGEN 57 1.7.3.1 WASSERSTOFFKORROSION (SAEUREKORROSION) 59 1.7.3.2 SAUERSTOFFKORROSION 59 1.7.3.3 DAS KORROSIONSVERHALTEN BEEINFLUSSENDE FAKTOREN 60 1.7.3.3.1 LONENKONZENTRATION 60 1.7.3.3.2 SAUERSTOFFGEHALT 62 1.7.3.3.3 ELEKTROLYTTEMPERATUR 63 1.7.4 ELEKTROCHEMISCHE POLARISATION 63 1.7.4.1 AKTIVIERUNGSPOLARISATION 63 1.7.4.2 KONZENTRATIONSPOLARISATION 64 1.7.5 STROMDICHTE-POTENTIAL-KURVEN 65 1.7.6 PASSIVITAET 66 1.7.7 KORROSIONSARTEN 67 1.7.7.1 KORROSIONSARTEN OHNE MECHANISCHE BEANSPRUCHUNG 67 1.7.7.1.1 KONTAKTKORROSION 68 1.7.7.1.2 LOCHKORROSION (LOCHFRASS) 69 1.7.7.1.3 SPALTKORROSION (BERUEHRUNGSKORROSION) 70 1.7.7.1.4 SELEKTIVE KORROSION 71 1.7.7.1.5 KORROSIONSVORGAENGE IN BESONDEREN UMGEBUNGEN 72 ATMOSPHAERISCHE KORROSION 72 MIKROBIOLOGISCHE KORROSION 74 1.7.7.2 KORROSIONSARTEN MIT MECHANISCHER BEANSPRUCHUNG 75 1.7.7.2.1 SPANNUNGSRISSKORROSION (SPRK) 74 1.7.7.2.2 KAVITATION(SKORROSION) 78 1.7.7.2.3 EROSION(SKORROSION) 79 1.7.7.2.4 REIBKORROSION (YYFRESSEN ") 79 1.7.8 GESTALTUNGSRICHTLINIEN; WERKSTOFFWAHL 79 1.7.8.1 SPALT-, BERUEHRUNGSKORROSION 82 1.7.8.2 KONZENTRATIONSELEMENTE 83 1.7.8.3 WASSERLINIENKORROSION, ATMOSPHAERISCHE KORROSION 83 1.7.8.4 KONTAKTKORROSION 83 1.7.8.5 SPANNUNGSRISSKORROSION 84 1.7.8.6 BESONDERHEITEN BEIM SCHWEISSEN 84 1.7.9 HINWEISE ZUM KORROSIONSSCHUTZ 85 1.7.9.1 AKTIVE SCHUTZVERFAHREN 85 1.7.9.1.1 INHIBITOREN 86 1.7.9.1.2 KATHODISCHER KORROSIONSSCHUTZ 87 1.7.9.1.3 ANODISCHER KORROSIONSSCHUTZ 89 X 1.7.9.2 PASSIVE SCHUTZVERFAHREN 89 1.7.9.2.1 ORGANISCHE BESCHICHTUNGEN 90 1.7.9.2.2 ANORGANISCHE BESCHICHTUNGEN UND UEBERZUEGE 90 1.7.9.2.3 METALLISCHE UEBERZUEGE 90 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 91 2 STAEHLE - WERKSTOFFGRUNDLAGEN (G. SCHULZE) 93 2.1 ALLGEMEINES 91 2.2 EINTEILUNG DER STAEHLE 94 2.3 STAHLHERSTELLUNG 95 2.3.1 ERSCHMELZUNGSVERFAHREN 93 2.3.1.1 SEKUNDAERMETALLURGIE (PFANNENMETALLURGIE) 98 2.3.2 VERGIESSUNGSVERFAHREN; DESOXIDIEREN 100 2.3.2.1 VERGIESSEN UND ERSTARREN DES STAHLES 100 2.3.2.2 UNBERUHIGT VERGOSSENER STAHL; KENNZEICHEN FU (U) 101 2.3.2.3 BERUHIGT VERGOSSENER STAHL; KENNZEICHEN FN (R) 102 2.3.2.4 BESONDERS BERUHIGT VERGOSSENER STAHL; KENNZEICHEN FF (RR) 102 2.4 DAS EISEN-KOHLENSTOFF-SCHAUBILD (EKS) 103 2.5 DIE WAERMEBEHANDLUNG DER STAEHLE 105 2.5.1 GLUEHBEHANDLUNGEN 107 2.5.1.1 SPANNUNGSARMGLUEHEN 107 2.5.1.2 NORMALGLUEHEN 109 2.5.2 HAERTEN UND VERGUETEN 110 2.5.2.1 HAERTEN 107 2.5.2.2 VERGUETEN 113 2.5.3 DIE AUSTENITUMWANDLUNG DARGESTELLT IM ZTU-UND ZTA-SCHAUBILD 115 2.5.3.1 ZTU-SCHAUBILDER FUER KONTINUIERLICHE ABKUEHLUNG 117 2.5.3.2 ZTU-SCHAUBILDER FUER ISOTHERMISCHE WAERMEFUEHRUNG 119 2.5.3.3 MOEGLICHKEITEN UND GRENZEN DER ZTU-SCHAUBILDER 122 2.5.3.4 ANWENDBARKEIT DER ZTU-SCHAUBILDER AUF SCHWEISSVORGAENGE 122 2.5.3.4.1 ALLGEMEINES VERFAHREN 124 2.5.3.4.2 ISOTHERMISCHES SCHWEISSEN 124 2.5.3.4.3 STUFENHAERTUNGSSCHWEISSEN 124 2.5.3.5 ZTA-SCHAUBILDER 125 2.5.3.5.1 ISOTHERMISCHE ZTA-SCHAUBILDER 126 2.5.3.5.2 KONTINUIERLICHE ZTA-SCHAUBILDER 126 2.6 FESTIGKEITSERHOEHUNG METALLISCHER WERKSTOFFE 127 2.6.1 PRINZIP DER FESTIGKEITSERHOEHUNG 127 2.6.2 ABSCHAETZEN DER MAXIMALEN SCHUBFESTIGKEIT 128 XI 2.6.3 METHODEN ZUM ERHOEHEN DER FESTIGKEIT 128 2.6.3.1 KALTVERFESTIGUNG 128 2.6.3.2 MISCHKRISTALLVERFESTIGUNG 128 2.6.3.3 AUSSCHEIDUNGSHAERTUNG 129 2.6.3.4 HAERTUNG DURCH KORNGRENZEN 133 2.6.3.5 MARTENSITHAERTUNG 133 2.6.3.6 THERMOMECHANISCHE BEHANDLUNG 135 2.7 UNLEGIERTE UND (NIEDRIG-)LEGIERTE STAEHLE 135 2.7.1 WIRKUNG DER LEGIERUNGSELEMENTE 136 2.7.2 UNLEGIERTE BAUSTAEHLE NACH DIN EN 10 025 137 2.7.3 STAEHLE FUER DEN MASCHINEN UND FAHRZEUGBAU 137 2.7.3.1 VERGUETUNGSSTAEHLE 140 2.7.3.2 EINSATZSTAEHLE 141 2.7.4 WARMFESTE STAEHLE 145 2.7.5 KALTZAEHE STAEHLE 149 2.7.6 FEINKORNBAUSTAEHLE 152 2.7.6.1 NORMALGEGLUEHTE FEINKORNBAUSTAEHLE 153 2.7.6.1.1 TERRASSENBRUCH 157 2.7.6.2 THERMOMECHANISCH BEHANDELTE FEINKOMBAUSTAEHLE 158 2.7.6.2.1 METALLKUNDLICHE GRUNDLAGEN; STAHLHERSTELLUNG 158 2.7.6.2.2 EIGENSCHAFTEN UND VERARBEITUNG 160 2.7.6.2.3 DIN EN 10 028-5: FEINKORNBAUSTAEHLE, THERMODYNAMISCH UMGEFORMT 161 2.7.6.2.4 DIN EN 10 208: STAHLROHRE FUER ROHRLEITUNGEN FUER BRENNBARE MEDIEN 162 2.7.6.3 VERGUETETE FEINKORNBAUSTAEHLE 162 2.8 KORROSIONSBESTAENDIGE STAEHLE 164 2.8.1 WERKSTOFFLICHE GRUNDLAGEN 165 2.8.1.1 DIE ZUSTANDSSCHAUBILDER FE-CR, FE-NI 166 2.8.1.2 DAS ZUSTANDSSCHAUBILD FE-CR-NI 167 2.8.1.3 EINFLUSS WICHTIGER LEGIERUNGSELEMENTE 168 2.8.1.3.1 NICKEL 168 2.8.1.3.2 KOHLENSTOFF 168 2.8.1.3.3 STICKSTOFF 169 2.8.1.3.4 MOLYBDAEN 169 2.8.1.3.5 SILICIUM 169 2.8.1.4 AUSSCHEIDUNGS-UND ENTMISCHUNGSVORGAENGE 170 2.8.1.4.1 INTERKRISTALLINE KORROSION (IK) 170 GEGENMASSNAHMEN 172 2.8.1.4.2 SIGMA-PHASE (CR-PHASE) 173 2.8.1.4.3 475 C-VERSPROEDUNG 173 2.8.2 EINTEILUNG UND STAHLSORTEN 174 2.8.2.1 MARTENSITISCHE CHROMSTAEHLE 174 2.8.2.2 FERRITISCHE CHROMSTAEHLE 175 2.8.2.3 AUSTENITISCHE CHROM-NICKEL-STAEHLE 179 STICKSTOFFLEGIERTE AUSTENITISCHE STAEHLE 181 2.8.2.4 AUSTENITISCH-FERRITISCHE STAEHLE (DUPLEX-STAEHLE) 181 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 184 XII 3 EINFLUSS DES SCHWEISSPROZESSES AUF DAS VERHALTEN UND DIE EIGENSCHAFTEN DER VERBINDUNG (G. SCHULZE) 185 3.1 SCHWEISSBARKEIT - BEGRIFF UND DEFINITION 185 3.1.1 SCHWEISSEIGNUNG 185 3.1.2 SCHWEISSSICHERHEIT 185 3.1.3 SCHWEISSMOEGLICHKEIT 185 3.1.4 BEWERTUNG UND FOLGERUNGEN 187 3.2 SCHWEISSEIGNUNG DER STAEHLE 187 3.2.1 UNLEGIERTE STAEHLE 187 3.2.1.1 ERSCHMELZUNGS UND VERGIESSUNGSART 187 3.2.1.2 CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG 188 3.2.2 LEGIERTE STAEHLE 191 3.3 WIRKUNG DER WAERMEQUELLE 192 3.3.1 TEMPERATUR-ZEIT-VERLAUF 193 3.3.2 EIGENSPANNUNG; SCHRUMPFUNG, VERZUG 197 3.3.2.1 QUERSCHRUMPFUNG 200 3.3.2.2 WINKELSCHRUMPFUNG 200 3.3.2.3 LAENGSSCHRUMPFUNG 201 3.3.2.4 HAUPTEINFLUESSE AUF SCHRUMPFUNGEN UND SPANNUNGEN 201 3.3.2.4.1 WAERMEMENGE UND SCHWEISSVERFAHREN 201 3.3.2.4.2 WERKSTOFFEINFLUSS 202 3.3.2.4.3 KONSTRUKTIONSEINFLUSS 202 3.3.3 METALLURGISCHE WIRKUNGEN DES TEMPERATUR-ZEIT-VERLAUFS 202 3.3.3.1 SAUERSTOFF 204 3.3.3.2 STICKSTOFF 205 3.3.3.3 WASSERSTOFF 206 3.4 DAS SPROEDBRUCHPROBLEM 207 3.4.1 WERKSTOFFMECHANISCHE GRUNDLAGEN 207 3.4.2 PROBLEME KONVENTIONELLER BERECHNUNGSKONZEPTE 209 3.4.3 SPROEDBRUCHBEGUENSTIGENDE FAKTOREN 212 3.4.3.1 WERKSTOFFLICHE FAKTOREN 212 3.4.3.2 KONSTRUKTIVE FAKTOREN 213 3.4.4 MASSNAHMEN ZUM ABWENDEN DES SPROEDBRUCHS 214 3.5 FEHLER IN DER SCHWEISSVERBINDUNG 214 3.5.1 METALLURGISCHE FEHLER 215 3.5.1.1 DIE WIRKUNG DER GASE 215 3.5.1.1.1 WASSERSTOFF 216 3.5.1.1.2 VERHINDERN DER GASAUFNAHME 218 3.5.1.2 FEHLER BEIM SCHWEISSBEGINN UND SCHWEISSENDE 219 3.5.1.3 PROBLEME DES EINBRANDS 220 3.5.1.4 EINSCHLUESSE; SCHLACKEN 221 3.5.1.5 ZUENDSTELLEN 222 XIII 3.5.1.6 RISSBILDUNG IM SCHWEISSGUT UND DER WEZ 223 3.5.2 BEWERTUNG DER FEHLER 229 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATIN 1 235 4 SCHWEISSMETALLURGIE DER EISENWERKSTOFFE (G. SCHULZE) 237 4.1 AUFBAU DER SCHWEISSVERBINDUNG 237 4.1.1 VORGAENGE IM SCHWEISSBAD 238 4.1.1.1 DIE PRIMAERKRISTALLISATION DER SCHWEISSSCHMELZE 238 4.1.1.2 MASSENTRANSPORTE IM SCHWEISSBAD 245 4.1.2 WERKSTOFFLICHE VORGAENGE IN DER WEZ 247 4.1.3 DIE WEZ BEI EISENWERKSTOFFEN 248 4.1.3.1 DER EINFLUSS DES NAHTAUFBAUS; EINLAGEN-MEHRLAGENTECHNIK 254 4.1.3.2 EIGENSCHAFTEN UND MECHANISCHE GUETEWERTE 256 4.1.3.2.1 HAERTEVERTEILUNG 257 4.1.3.2.2 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DES SCHWEISSGUTS 260 4.1.3.2.3 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER WEZ 263 4.1.3.3 VORWAERMEN DER FUEGETEILE 265 4.1.3.4 EINFLUSS DER STAHLHERSTELLUNGSART UND DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG 270 4.1.3.4.1 SEIGERUNGEN 266 4.1.3.4.2 ALTERUNGSPROBLEME 271 4.1.4 VERBINDEN UNTERSCHIEDLICHER WERKSTOFFE 272 4.2 ZUSATZWERKSTOFFE UND HILFSSTOFFE ZUM SCHWEISSEN VON UNLEGIERTEN STAEHLEN UND FEINKORNBAUSTAEHLEN 274 4.2.1 KONZEPTE DER NORMUNG 274 4.2.2 METALLURGISCHE BETRACHTUNGEN 275 4.2.3 SCHWEISSZUSAETZE FUER STAEHLE MIT EINER MINDESTSTRECKGRENZE BIS 500 N/RNRN 2 275 4.2.3.1 STABELEKTRODEN FUER DAS LICHTBOGENHANDSCHWEISSEN (DIN EN 499) 275 4.2.3.1.1 AUFGABEN DER ELEKTRODENUMHUELLUNG 276 4.2.3.1.2 METALLURGISCHE GRUNDLAGEN 277 4.2.3.1.3 EIGENSCHAFTEN DER WICHTIGSTEN STABELEKTRODEN 279 SAUERUMHUELLTE STABELEKTRODEN (A) 279 RUTILUMHUELLTE STABELEKTRODEN (R) 280 BASISCHUMHUELLTE STABELEKTRODEN (B) 280 ZELLULOSEUMHUELLTE STABELEKTRODEN (C) 283 4.2.3.1.4 BEDEUTUNG DES WASSERSTOFFS 283 4.2.3.1.5 NORMUNG DER UMHUELLTEN STABELEKTRODEN 285 4.2.3.2 SCHWEISSZUSAETZE FUER DAS SCHUTZGASSCHWEISSEN 289 4.2.3.2.1 WIG-SCHWEISSEN 289 4.2.3.2.2 MSG-SCHWEISSEN 290 4.2.3.3 SCHWEISSZUSAETZE FUER DAS UP-SCHWEISSEN 298 4.2.3.3.1 DRAHTELEKTRODEN 299 4.2.3.3.2 SCHWEISSPULVER 299 SCHMELZPULVER 302 AGGLOMERIERTE PULVER 304 XIV METALLURGISCHES VERHALTEN DER SCHWEISSPULVER 304 4.2.4 SCHWEISSZUSAETZE FUER STAEHLE MIT EINER MINDESTSTRECKGRENZE UEBER 500 N/MM 2 309 SCHWEISSEN DER WICHTIGSTEN STAHLSORTEN 310 4.3.1 UNLEGIERTE NIEDRIGGEKOHLTE C-MN-STAEHLE 310 4.3.1.1 BAUSTAEHLE NACH DIN EN 10 025 315 4.3.1.1.1 GUETEGRUPPEN (STAHLGUETEGRUPPEN) 315 4.3.1.1.2 WAHL DER GUETEGRUPPE 317 4.3.2 FEINKORNBAUSTAEHLE; NORMALGEGLUEHT UND THERMOMECHANISCH BEHANDELT 318 4.3.2.1 ALLGEMEINE KONZEPTE 318 4.3.2.2 EINFLUSS DER ABKUEHLBEDINGUNGEN AUF DIE MECHANISCHEN GUETEWERTE DER VERBINDUNG 319 4.3.2.3 FERTIGUNGSTECHNISCHE HINWEISE 323 4.3.2.3.1 NAHTVORBEREITUNG 323 4.3.2.3.2 W AERMEBEHANDLUNG 324 4.3.2.3.3 SCHWEISSTECHNOLOGIE 326 4.3.2.3.4 RISSERSCHEINUNGEN 327 4.3.2.4 SCHWEISSZUSATZWERKSTOFFE 327 4.3.2.4.1 STABELEKTRODEN 327 4.3.2.4.2 DRAHTELEKTRODEN; SCHWEISSPULVER (UP-SCHWEISSEN) 329 4.3.2.4.3 DRAHTELEKTRODEN; SCHUTZGASE (MSG-SCHWEISSEN) 330 4.3.3 FEINKORNBAUSTAEHLE; VERGUETET 330 4.3.4 HOEHERGEKOHLTE STAEHLE 336 4.3.5 WARMFESTE STAEHLE 339 4.3.5.1 FERRITISCHE STAEHLE (FERRITISCH-PERLITISCH) 341 4.3.5.2 FERRITISCHE STAEHLE (FERRITISCH-BAINITISCH) 341 4.3.5.3 FERRITISCHE STAEHLE (MARTENSITISCH) 343 4.3.5.4 AUSTENITISCHE STAEHLE 344 4.3.5.5 VERSPROEDUNGS UND RISSMECHANISMEN 345 4.3.5.5.1 WIEDERERWAERMUNGSRISS 345 4.3.5.5.2 ANLASSVERSPROEDUNG 346 4.3.6 KALTZAEHE STAEHLE 347 4.3.7 KORROSIONSBESTAENDIGE STAEHLE 348 4.3.7.1 EINFLUSS DER VERARBEITUNG AUF DAS KORROSIONSVERHALTEN 348 4.3.7.2 KONSTITUTIONS-SCHAUBILDER 350 4.3.7.3 MARTENSITISCHE CHROMSTAEHLE 356 4.3.7.4 FERRITISCHE UND HALBFERRITISCHE STAEHLE 357 4.3.7.5 AUSTENITISCHE CHROM-NICKEL-STAEHLE 364 4.3.7.5.1 PRIMAERKRISTALLISATION 366 4.3.7.5.2 HEISSRISSBILDUNG 367 4.3.7.5.3 MESSERLINIENKORROSION 369 4.3.7.OE.4 METALLURGIE DES SCHWEISSENS 370 4.3.7.6 AUSTENITISCH-FERRITISCHE STAEHLE (DUPLEX-STAEHLE) 372 4.3.8 VERBINDEN/AUFTRAGEN UNTERSCHIEDLICHER WERKSTOFFE 375 4.3.8.1 AUSTENIT-FERRIT-VERBINDUNGEN 378 4.3.8.2 SCHWEISSPLATTIEREN 379 4.3.8.S SCHWEISSPANZERN 381 XV EISEN-GUSSWERKSTOFFE 386 4.4.1 STAHLGUSS (G; GX) 386 4.4.1.1 STAHLGUSS FUER ALLGEMEINE VERWENDUNGSZWECKE 389 4.4.1.1.1 FERTIGUNGSSCHWEISSEN 389 4.4.1.1.2 INSTANDSETZUNGSSCHWEISSEN 390 4.4.1.1.3 KONSTRUKTIONSSCHWEISSEN 390 4.4.1.2 HOCHFESTER SCHWEISSGEEIGNETER STAHLGUSS 391 4.4.1.3 LEGIERTER STAHLGUSS 391 4.4.2 GUSSEISEN 393 4.4.2.1 GUSSEISEN MIT LAMELLENGRAFIT (GG) 393 4.4.2.1.1 ARTGLEICHES SCHWEISSEN (GUSSEISENWARMSCHWEISSEN) 396 4.4.2.1.2 ARTFREMDES SCHWEISSEN (GUSSEISENKALTSCHWEISSEN) 398 4.4.2.2 GUSSEISEN MIT KUGELGRAFIT (GGG) 399 4.4.2.2.1 ARTGLEICHES SCHWEISSEN 399 4.4.2.2.2 ARTFREMDES SCHWEISSEN 399 4.4.2.2.3 LEGIERTES (AUSTENITISCHES) GUSSEISEN MIT KUGELGRAFIT 401 4.4.3 TEMPERGUSS 402 4.4.3.1 WEISSER TEMPERGUSS (GTW) 402 4.4.3.2 SCHWARZER TEMPERGUSS (GTS) 405 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 406 5 SCHWEISSMETALLURGIE DER NICHTEISENMETALLISCHEN WERKSTOFFE (G. SCHULZE) 411 5.1 DIE WEZ IN SCHWEISSVERBINDUNGEN AUS NICHTEISENMETALLEN 411 5.1.1 EINPHASIGE WERKSTOFFE 412 5.1.2 MEHRPHASIGE WERKSTOFFE 413 5.1.3 AUSHAERTBARE LEGIERUNGEN 413 5.1.4 HOCHREAKTIVE WERKSTOFFE 415 5.1.5 KALTVERFESTIGTE WERKSTOFFE 416 5.2 SCHWERMETALLE 416 5.2.1 KUPFER UND KUPFERLEGIERUNGEN 417 5.2.1.1 HINWEISE ZUM SCHWEISSEN 419 5.2.1.1.1 KUPFER 419 5.2.1.1.2 KUPFERLEGIERUNGEN 421 KUPFER-ZINK-LEGIERUNGEN (MESSINGE) 421 KUPFER-ZINN-LEGIERUNGEN (ZINNBRONZEN) 424 KUPFER-ALUMINIUM-LEGIERUNGEN (ALUMINIUMBRONZEN) 425 KUPFER-NICKEL-LEGIERUNGEN 426 5.2.2 NICKEL UND NICKELLEGIERUNGEN 428 5.2.2.1 EINFLUSS DER LEGIERUNGSELEMENTE AUF DAS SCHWEISSVERHALTEN 431 5.2.2.2 SCHWEISSMETALLURGIE 432 5.2.2.2.1 ALLGEMEINE WERKSTOFFPROBLEME 432 NICKEL-CHROM-(EISEN-)LEGIERUNGEN 433 MOLYBDAENHALTIGE NICKELBASIS-LEGIERUNGEN 433 AUSHAERTBARE NICKELBASIS-LEGIERUNGEN 434 5.2.2.3 SCHWEISSPRAXIS 437 XVI 5.3 LEICHTMETALLE 438 5.3.1 ALUMINIUM UND ALUMINIUMLEGIERUNGEN 438 5.3.1.1 LIEFERFORMEN 439 5.3.1.2 METALLURGISCH BEDINGTE SCHWEISSDEFEKTE 439 5.3.1.2.1 HEISSRISSE 439 5.3.1.2.2 SPANNUNGSRISSE 441 5.3.1.2.3 POREN 441 5.3.1.3 ALUMINIUM-KNETLEGIERUNGEN 441 5.3.1.4 ALUMINIUM-GUSSLEGIERUNGEN 443 5.3.1.5 AUSHAERTBARE ALUMINIUMLEGIERUNGEN 443 5.3.1.6 ALUMINIUM-SONDERLEGIERUNGEN 447 5.3.1.6.1 ALUMINIUM-LITHIUMLEGIERUNGEN 447 5.3.1.6.2 ALUMINIUM-DRUCKGUSSLEGIERUNGEN 447 5.3.1.6.3 DISPERSIONSHAERTENDE LEGIERUNGEN 447 5.3.1.7 SCHWEISSZUSATZWERKSTOFFE 448 5.3.1.8 SCHWEISSPRAXIS 448 5.3.1.8.1 VORBEREITENDE MASSNAHMEN 448 5.3.1.8.2 SCHWEISSVERFAHREN 452 WOLFRAM-INERTGASSCHWEISSEN (WIG) 452 METALL-INERTGASSCHWEISSEN (MIG) 453 LASERSCHWEISSEN 454 5.3.2 MAGNESIUM UND MAGNESIUMLEGIERUNGEN 454 5.4 HOCHREAKTIVE UND HOCHSCHMELZENDE WERKSTOFFE 456 5.4.1 TITAN UND TITANLEGIERUNGEN 456 5.4.1.1 EIGENSCHAFTEN UND SCHWEISSVERHALTEN DER TITANWERKSTOFFE 458 5.4.1.1.1 UNLEGIERTES TITAN 459 5.4.1.1.2 ALPHA-UND NAH-ALPHA-LEGIERUNGEN 459 5.4.1.1.3 ALPHA-BETA-LEGIERUNGEN 459 5.4.1.1.4 BETA-LEGIERUNGEN 461 5.4.1.1.5 TITAN-SONDERLEGIERUNGEN 461 5.4.1.2 METALLURGISCH BEDINGTE SCHWEISSNAHTDEFEKTE 462 5.4.1.3 SCHWEISSPRAXIS 463 5.4.2 BERYLLIUM 464 5.4.3 MOLYBDAEN UND MOLYBDAENLEGIERUNGEN 465 5.4.4 ZIRKONIUM UND ZIRKONIUMLEGIERUNGEN 466 5.4.5 TANTAL UND TANTALLEGIERUNGEN 467 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 468 6 GESTALTUNG UND BERECHNUNG DER SCHWEISSKONSTRUKTIONEN (P. NEUMANN) 473 6.1 TRAGFAEHIGKEIT VON SCHWEISSKONSTRUKTIONEN 473 6.1.1 EINFLUSS DER BELASTUNG 475 6.1.1.1 STATISCHE BELASTUNG UND EINSTUFENBELASTUNG 475 6.1.1.2 DAUERFESTIGKEITSSCHAUBILDER 476 6.1.1.3 MEHRSTUFENBELASTUNG - BETRIEBSFESTIGKEIT 477 6.1.1.4 BEANSPRUCHUNGSGRUPPEN 480 6.1.2 EINFLUSS DER KERBWIRKUNG 480 XVII 6.1.2.1 KERBWIRKUNG AUS NAHTFORM UND GESTALTUNG 480 EINFLUSS DER AEUSSEREN NAHTFORMFEHLER 482 MASSNAHMEN ZUM ERHOEHEN DER TRAGFAEHIGKEIT 484 6.1.2.2 EINFLUSS INNERER SCHWEISSNAHTFEHLER 485 WERKSTOFFEINFLUSS 486 6.1.2.3 EINFLUSS DES SCHWEISSVERFAHRENS UND DER ZUSATZSTOFFE 486 6.1.2.4 SYSTEM DER KERBKLASSEN 487 6.1.3 EINFLUSS DER SCHWEISSEIGENSPANNUNGEN AUF DIE TRAGFAEHIGKEIT 489 6.1.3.1 BEEINFLUSSUNG DER STATISCHEN FESTIGKEIT UND DES SPROEDBRUCHVERHALTENS 489 6.1.3.2 BEEINFLUSSUNG DER DYNAMISCHEN FESTIGKEIT 489 6.1.4 MASSNAHMEN ZUM REDUZIEREN VON SCHRUMPFUNGEN UND SPANNUNGEN 490 6.1.5 ZULAESSIGE MASSABWEICHUNGEN FUER SCHWEISSKONSTRUKTIONEN 494 6.2 BEMASSUNG VON SCHWEISSNAEHTEN 495 6.2.1 DARSTELLUNGSGRUNDSAETZE 495 6.2.2 BEMASSUNGSGRUNDSAETZE 495 6.2.2.1 BEZUGSZEICHEN 495 6.2.2.2 DIE GRUNDAUSSTATTUNG IN DER BEMASSUNG 496 6.2.2.3 VOLLSTAENDIGE SCHWEISSANGABEN 497 6.3 GESTALTUNGSGRUNDSAETZE 498 6.3.1 AUSWAHL DER STOSSARTEN UND FUGENFORMEN 498 6.3.1.1 ANFORDERUNGEN AN DIE FUGENFORM 499 6.3.1.2 EINFLUSS DES SCHWEISSVERFAHRENS 502 6.3.2 GESTALTUNGSPRINZIPIEN 503 6.3.2.1 BEANSPRUCHUNGSGERECHTE GESTALTUNG 505 6.3.2.2 DAEMPFUNGSGERECHTE GESTALTUNG 512 6.3.2.3 FERTIGUNGSGERECHTE GESTALTUNG 513 6.3.2.4 INSTANDSETZUNGSGERECHTE GESTALTUNG 514 6.3.3 AUSFUEHRUNGSBEISPIELE 516 6.3.3.1 TRAEGERGESTALTUNG 516 6.3.3.2 TRAEGERANSCHLUESSE 518 6.3.3.3 STUETZENKOEPFE UND RAHMENECKEN 520 6.3.3.4 ROHRTRAGWERKE 522 6.3.3.5 GESTALTUNG VON STUETZENFUESSEN 523 6.3.3.6 GESTALTUNG SYMMETRISCHER SCHWEISSTEILE 525 6.3.3.7 SCHWEISSELEMENTE IM ROHRLEITUNGS-UND APPARATEBAU 526 6.4 BERECHNUNGSGRUNDSAETZE 529 6.4.1 BERECHNUNG BEI VORWIEGEND RUHENDER BEANSPRUCHUNG 529 6.4.1.1 ERMITTLUNG DER ANSCHLUSSQUERSCHNITTE 531 6.4.1.2 ERMITTLUNG DER VORHANDENEN SCHWEISSNAHTSPANNUNGEN 531 6.4.1.3 ERMITTLUNG DER GRENZSCHWEISSNAHTSPANNUNG 532 6.4.2 BERECHNUNG BEI NICHT VORWIEGEND RUHENDER BEANSPRUCHUNG 537 6.4.2.1 ERMITTLUNG DER VORHANDENEN SCHWEISSNAHTSPANNUNGEN 537 6.4.2.2 ERMITTLUNG DER ZULAESSIGEN SCHWEISSNAHTSPANNUNGEN 538 6.4.3 BERECHNUNG GESCHWEISSTER VERBINDUNGEN IM STAHL UND XVIII STAHLHOCHBAU NACH EUROCODE 3 543 6.4.3.1 ALLGEMEINE BETRACHTUNGEN ZUR TRAGSICHERHEIT 543 6.4.3.2 VERBINDUNGEN UNTER VORWIEGEND RUHENDER BELASTUNG 545 6.4.3.2.1 SCHWEISSVERBINDUNGEN - AUSFUEHRUNGSBESONDERHEITEN 545 6.4.3.2.2 GRUNDSAETZE DER BERECHNUNG 545 6.4.3.3 BERECHNUNG DYNAMISCH BEANSPRUCHTER SCHWEISSTEILE 547 6.4.3.3.1 ALLGEMEINE FESTLEGUNGEN UND ANWENDUNGSGRENZEN 547 6.4.3.3.2 TEILSICHERHEITSBEIWERTE 548 OE.4.3.3.3 ERMUEDUNGSNACHWEIS 549 6.4.3.3.4 ERMUEDUNGSFESTIGKEIT 549 6.4.4 ALLGEMEINE HINWEISE ZUR ANWENDUNG VON NORMEN ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 554 7 PRUEFEN DER SCHWEISSVERBINDUNG (H. KRAFKA) 555 7.1 NACHWEIS DER GEBRAUCHSEIGENSCHAFTEN GESCHWEISSTER BAUTEILE 555 7.2 METALLKUNDLICHE UNTERSUCHUNGSVERFAHREN 555 7.2.1 WERKSTOFF-UND STRUKTURANALYSE 556 7.2.1.1 CHEMISCHE ANALYSE 558 7.2.1.1.1 INSTRUMENTELLE VERFAHREN 559 7.2.1.2 STRUKTURANALYSE 560 7.2.1.2.1 ROENTGENFEINSTRUKTURANALYSE 560 7.2.1.2.2 ELEKTRONENBEUGUNG 562 7.2.2 METALLOGRAFISCHE UNTERSUCHUNGSVERFAHREN 562 7.2.2.1 MAKROSKOPISCHE VERFAHREN 562 7.2.2.2 MIKROSKOPISCHE VERFAHREN 563 7.2.2.2.1 AUFLICHTMIKROSKOPIE 563 7.2.2.2.2 RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE (SCM) 568 7.2.3 HAERTEPRUEFUNGEN (DIN 50 163) 570 7.2.3.1 MIKROHAERTEPRUEFUNG 571 7.3 PRUEFEN UND BEWERTEN VON SCHWEISSVERBINDUNGEN 572 7.3.1 MECHANISCH-TECHNOLOGISCHE PRUEFUNGEN 573 7.3.1.1 ZUGVERSUCH 573 7.3.1.1.1 QUERZUGVERSUCH 574 7.3.1.1.2 LAENGSZUGVERSUCH (DIN 32 525) 575 7.3.1.1.3 KERBZUGVERSUCH 575 7.3.1.2 BIEGEVERSUCH 576 7.3.2 PRUEFUNG DER SCHWEISSEIGNUNG 579 7.3.2.1 PRUEFUNG AUF HEISSRISSANFAELLIGKEIT 579 7.3.2.1.1 VERFAHREN MIT SELBSTBEANSPRUCHUNG DER PROBE 579 7.3.2.1.2 VERFAHREN MIT FREMDBEANSPRUCHUNG DER PROBE 580 7.3.2.2 PRUEFUNG AUF KALTRISSANFAELLIGKEIT 583 7.3.2.2.1 IMPLANT-TEST 584 7.3.2.3 PRUEFUNG DER SCHLAGZAEHIGKEIT 586 7.3.2.3.1 DER KERBSCHLAGBIEGEVERSUCH (DIN 50 115) 587 PRUEFUNG VON PROBEN MIT SCHWEISSNAHT 590 7.3.2.3.2 DER INSTRUMENTIERTE KERBSCHLAGBIEGEVERSUCH 592 XIX 7.3.2.3.3 7.3.2.3.4 DER PELLINI-VERSUCH DER BATTELLE-DROP-WEIGHT-TEAR-TEST (BDWT-TEST) 594 596 BRUCHMECHANIK 596 7.4.1 AUFGABEN DER BRUCHMECHANIK 596 7.4.1.1 ERSCHEINUNGSFORMEN DES BRUCHES 597 7.4.1.1.1 BRUCHENTSTEHUNG 597 7.4.2 TEMPERATURABHAENGIGKEIT VON BRUCHERSCHEINUNGEN 599 7.4.3 ANWENDUNGSBEREICHE VON EINPARAMETRIGEN VERSAGENSKONZEPTEN 599 7.4.4 VERSAGENSKONZEPTE DER BRUCHMECHANIK 600 7.4.5 DAS K KONZEPT DER LEBM 600 7.4.5.1 DER STUMPFE RISS 602 7.4.6 ERMITTLUNG VON SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN 603 7.4.6.1 BRUCHKRITERIEN DER LEBM 605 7.4.6.2 DAS BRUCHKRITERIUM VON GRIFFITH (ENERGIEKRITERIUM) 605 7.4.7 K-KONZEPT MIT KLEINBEREICHSFLIESSEN (SSY) 607 7.4.8 ERMITTLUNG DER BRUCHZAEHIGKEIT K IC NACH DEM K-KONZEPT 608 7.4.9 VERSAGENSKONZEPTE DER ELASTISCH-PLASTISCHEN BRUCHMECHANIK 611 7.4.9.1 DAS COD-KONZEPT VON COTTRELL UND WELLS 611 7.4.9.2 DAS COD-KONZEPT VON BURDEKIN / STONE 613 7.4.9.3 PROBLEME DES COD-KONZEPTES 613 7.4.9.3.1 DEFINITION VON 8 613 7.4.9.4 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG KRITISCHER 5-WERTE 614 7.4.9.5 DAS J-INTEGRAL-KONZEPT 616 7.4.9.5.1 ERMITTLUNG VON J UND J-AA-KURVEN AN PROBEN 617 7.4.9.5.2 MEHRPROBENVERFAHREN NACH BERGLEY UND LANDES (COMPLIANCE-METHODE) 619 7.4.9.5.3 POTENTIALSONDEN-VERFAHREN 622 7.4.9.OE.4 VERFAHREN DER PARTIELLEN ENTLASTUNG 622 7.4.9.6 BESTIMMUNG DER ERSATZ-ZAEHIGKEITSKENNGROESSEN 623 7.4.9.7 BESTIMMUNG DER BEANSPRUCHUNGSGROESSE J IM BAUTEIL 624 7.4.9.8 BRUCHMECHANIK IN DER SCHWEISSTECHNIK 624 ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 626 SACHWORTVERZEICHNIS 627
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