Grondlage vun der Schweesstechnik
Schweesse ass d’Verbindung vu Metaller vun der selwechter oder ähnlecher Zesummesetzung ënner Wierkung vun Hëtzt, mat oder ouni Zousaz vun engem selwechten oder ähnleche Metall. Mat Hëllef vum Schweesse ginn d’Deeler onverbindlech mateneen verbonnen, esou datt eng eenheetlech Ganzheet entsteet. Eng gutt Schweessverbindung setzt eng intim Verbindung viraus, déi nëmmen dann erreecht gëtt, wann um Schweesspunkt och dat Basis-Material schmëlzt (Zone vum Schweessbad).
Elektroboogschweißen
Fir Stolkonstruktiounen kënnt an éischter Linn den Elektrobuesschweessprozess a Betruecht, bei deem déi néideg Hëtzt duerch en elektresche Flammbou entsteet. De Flammbou bildt sech tëscht dem Basisstéck an der sougenannter Elektrode, déi dobäi schmëlzt a Zousazmaterial liwwert. Déi richteg Auswiel vum Zousazmaterial (Elektrode) huet de gréissten Afloss op d’Eegenschafte vun der Schweessverbindung. D’Elektrode ginn no de charakteristesche Festegkeete vum Basismaterial ausgewielt, dat geschweesst gëtt. D’Auswiel vun den Elektroden an d’Festleeë vun de Schweessbedéngunge verlaange Fachwëssen, dofir gouf d’Institutioun vun de besonnesch ausgebilten “Ingenieuren-Spezialisten fir d’Schweesstechnik” geschaf, deenen hir Aufgab et ass, ënner anerem d’Schweessaarbechten ze iwwerwaachen an d’Atestiéierung vun de Schweesser regelméisseg ze widderhuelen.
Gasschweißen a -schneiden
Beim Gasschweesse gëtt déi néideg Hëtzt duerch d’Verbrennung vum Gas produzéiert, sou datt d’Basis- an d’Zousazmaterial schmëlzen. Méi wichteg ass d’Schneiden. De Schneidbrenner huet nieft der Hëtztrëhr, déi wéi beim Schweesse funktionéiert, nach eng Schneidrëhr fir Sauerstoff. De mam waarme Flam erhëtzte Stol gëtt duerchbrannt a mat engem Sauerstoffstroum erausgeblosen. D’Schneiden ergëtt glat a präzis Flächen, déi fir vill Zwecker vu Stolkonstruktiounen ouni weider Veraarbechtung genuch sinn.
Schweißbarkeet
Fir d’Bewäertung vu geschweesste Verbindungen soll een drop oppassen, datt sech beim Schweißprozess d’Zesummesetzung vum Zousaz- souwéi vum Basismaterial däitlech ännere kann. Grouss Bedeitung huet och d’Verännerung vun der Struktur – tëscht der geschmollener Schweessnaht an dem onverännert Basismaterial gëtt et, no dem Grad vun der thermescher Wierkung, eng Zon mat ënnerschiddlecher Struktur an deemno ënnerschiddlechen Eegenschaften. Nieft der Naht läit d’Gebitt, an deem sech d’Basismaterial geschmolt huet (Uebergaangszon) an an deem d’Verbindung tëscht der Schweesszon an dem Basismaterial geschitt. Déi ëmginnend Zon vum Material gëtt och nach staark erhëtzt, obwuel do de Schmelzpunkt net méi erreecht gëtt. An dëser Iwwerhëtzungszon triede grouss Strukturverännerungen op, sou datt si dacks entscheedend fir d’Eegenschafte vun der ganzer geschweesster Verbindung ass.
D’Rëssbildung an der Schweessnaht bedeit d’Optriede vu Rëss an der Naht, déi direkt nom Schweesse bei nach héijer Temperatur oder eréischt beim Ofkillen am Beräich vum bloe Glühen (bei ongeféier 300oC) entstinn. D’Rëssbildung ass zu engem groussen Deel eng Eegenschaft vun den Elektroden; si trëtt bal nëmmen bei ëmantelte Elektroden op, wéi se grad fir Stolkonstruktiounen wichteg sinn. Fir d’Optriede vu Rëss mussen zwou Bedéngungen erfëllt sinn, nämlech héich Spannungen duerch de Schweessprozess oder aner extern Aflëss, souwéi eng Erhéijung vun der Steifheet vum Material.
Nieft metallurgesche Verännerungen an der Zesummesetzung an der Struktur vum Material si och physikalesch Prozesser wichteg, déi mat de grousse Quantitéite vun Hëtzt zesummenhänken, déi beim Schweesse dem Material zougefouert ginn an dobäi héich Temperaturen erreechen. D’Erwiermung geschitt net gläichméisseg, mee nëmmen an enk begrenzte Beräicher. D’mat der Erwiermung verbonnen thermesch Dilatatioun gëtt duerch d’Bannespannung vun der erhëtzter Zon duerch dat net erhëtzt Material verhënnert. Dobäi kënnt nach eng extern Spann, well d’Deeler beim Schweesse fest agespaant musse ginn, dofir entstinn beim Erwiermen plastesch Zesummendrückungen. Beim Ofkillen zitt sech d’Naht an hir Ëmgéigend am stäerksten zesummen (Schrumpfung). Beim Ofkillen mussen duerch d’verhënnert Ausdehnung Zwangsspannungen (Spannunge vum Schrumpfen) optrieden. Duerch virausgoend Erwiermung vun den Deeler, déi op 200 oC bis 300 oC geschweesst ginn, kann d’Ofkillung wesentlech verlangsamt ginn. Duerch d’Reduktioun vun der Härtwierkung kritt een eng besser Strukturbildung, d’Verhärtung bleift manner staark.
Iwwerpréiwung vu Material a Schweißaarbechten
Allgemeng: Well d’Qualitéit vun de Schweissaarbechten vun enger Rei Ëmstänn ofhänkt, an net zulescht och vun der Fäegkeet an der Zuverlässegkeet vum Fachaarbechter, ass eng genee Iwwerwaachung an Iwwerpréiwung vun allen Schweissaarbechten néideg. Ënnert den Iwwerpréiwunge ginn déi genannt, fir d’Schweessfäegkeet vun de Materialien an Elektroden festzestellen, d’Vergläich vun de Schweessbedéngungen an de Schweessverfahren fir e bestëmmte Fall, d’Iwwerpréiwung vu Proben asw.
Abb. 1 - Biegeversuch vun enger geschweesster Schweessnaht
Biegeversuch vun der Schweißnaht: Dëst ass e Biegeversuch vun engem einfache Balken mat rechteckeger Querschnëttsform (Abb. 1), op deem eng hallefkreesfërmeg bearbechtete Längsnut an der Zuchfaser erëm mat enger Schicht geschweesst gëtt, an dat bei Raumtemperatur. D’Naht verursaacht eng staark Reduktioun vun der Verformbarkeet, esou datt d’Prouwen dacks ganz sprédd a plëtzlech briechen. De Biegewénkel ass bei dënne Placken méi grouss, en hëlt mat der Déck vun der Plack of.
Kerbzähheet: Beim Biegeversuch vun der Schweessnaht triede meeschtens als éischt Rëss an der Naht op, soudatt et zu engem spréckege Broch kënnt. D’Basismaterial muss fäeg sinn, d’Belaaschtung opzehuelen, déi beim spréckege Platze vun der Naht plëtzlech entsteet. Et soll verlaangt ginn, datt de Rëss an der Schweesszon sech net séier duerch d’Basismaterial ausbreet, mee datt de Rëss nëmme lues weidergoe däerf. D’Basismaterial muss genuch zäh sinn, fir dës plëtzlech Belaaschtung opzehuelen, an dës Fäegkeet muss och bei niddrege Temperaturen zu engem genuch groussen Ausmooss erhale bleiwen. D’Kerbzähheet, wéi och aner mechanesch Eegenschafte, hänke staark vun der Temperatur of, bei där den Test duerchgefouert gëtt. Bei niddrege Temperaturen, z. B. ënner 0 oC, kann se op en Deel vum Wäert bei 20 oC falen. D’Lag vun dësem plëtzleche Réckgang ass wichteg fir d’Bewäertung vun engem Material. Fir geschweesst Stolkonstruktioune gëtt haut e Material mat gudder Alterungsbestännegkeet verlaangt, dat heescht héich Kerbschlagzähheet bei kal gezunnene Proben.
Fig. 2 - Verformung bei Spannungszoustänn am Notzberäich
Häert: Grouss Bedeitung hunn d’Erscheinunge vun der Häert an der Schweesszon. Wichteg ass d’Kenntnis vum Häertenzouwuess, well d’Dehnung beim Broch séier ofhëlt mat der Erhéijung vun der Häert (Fig. 3), wärend d’Zuchfestegkeet σB bal proportional mat der Brinell-Häert HB eropgeet. Fir Baustol ass ongeféier σB = 0,36*HB. Ee Beispill fir d’Häert vun der Haapt-Ecknaht vun engem I-Träger ass op Fig. 4 gewisen. An der Iwwergangszon ginn et op ganz klenge Distanz grouss Ënnerscheeder an der Häert. De Verlaf vun der Häert hänkt vun der gebilter Struktur of. D’σ-ε-l-Linn ännert sech ähnlech duerch d’Häert wéi och duerch den Noutzoustänn vun der Kerb (Fig. 2).
Abb. 3 - Brinell-Häert an d’Verlängerung
Fig. 4 - Hardheeten an der Schweesszon am Hals vun engem geschweißten I-Träger
Netzerstéierend Ënnersichung vu fäerdege geschweesste Verbindungen
Lochkontroll – Bei der Duerchliichtung vu klenge Stäerken kann d’Röntgenopnam op engem Schierm siichtbar gemaach ginn. Amplaz vu Röntgenstrahlen kënnen Gamma-Strale vu radioaktive Materialien benotzt ginn. D’Röntgenopnam erlaabt, op d’Qualitéit vun der Schweessnaht ze schléissen. Inkludéiert Schlacken oder Poren, souwéi Feeler an der Verbindung an Rëss, kënne sou festgestallt an am jeeweilege Fall behuewe ginn.
Magnéitescht Stréimungsverfahren – Am Deelf vum Stol, deen iwwerpréift gëtt, gëtt e Magnéitfeld erzeegt, an déi opgedroene Spéin ordnen sech duerno no dem Feld. Aus méiglechen Onreegelméissegkeeten am Magnéitfeld kënne Rëss entdeckt ginn. D’Prozedur ass besonnesch effizient fir Uewerflächerëss ze fannen, awer relativ onempfindlech vis-à-vis vu Schlakeniwwerlagerungen a Pore souwéi vis-à-vis vu Rëss, déi am Banneschte vu méi décke Placke leien.
Ultraschallprouf – Ultrakuerz Schallwelle reflektéieren net nëmmen un den Grenzflächen, mee och un den Trennflächen am Banneschten, wéi z. B. un Rëss oder Delaminatiounen.