Was ist Fügen
auf Dauer angelegtes Verbinden oder sonstiges Zusammenbringen von zwei oder mehr WS geometrisch bestimmter Form oder von ebensolchen WS mit formlosen Stoff
4 Verfahren mit dem Wirkprinzip Schwerkraft oder Federkraft und 4 Gründe für Zusammenhalt nennen
Ineinanderschieben (Verbindungsbolzen) Auflegen (Dachziegel) Einhängen (Zugfeder) Einlegen (Isolierbahn Zusammenhalt der Teile durch Schwerkraft (Reibung) Formschluss Federkraft oder Kombination
Was versteht man unter dem Wirkprinzip Einschluss?
Sammelbenennung für Einbringen von gas- oder dampfförmigen, flüssigen, breiigen oder pastenförmigen Stoffen in hohle oder poröse Körper
Was versteht man unter dem Wirkprinzip Kratschluss plus 4 Beispiele nennen
Sammelbenennung für Verfahren, bei denen beim Fügen die Fügeteile sowie Hilfsgefügeteile im wesentlichen nur elastisch verformt werden und ungewolltes Lösen durch Kraftschluss verhindert wird Schrauben, Nageln, Verkeilen, Klammern
Wie kann indirekt die Montage-Vorspannkraft beim Schrauben bestimmt werden?
Verlängerung Anzugsdrehmoment Anzugswinkel Streckgrenze
4 Anzugsverfahren nennen und jeweilige Vorteile / Nachteile
o Anziehen mit Verlängerungsmessung Anzugsfaktor kA=1 kann erreicht werden (p) o Drehmomentgesteuertes Anzugsverfahren große Streuung (n) o Drehwinkelgesteuertes Anzugsverfahren aufwendige, experimentelle Bestimmung des Drehwinkels (n) nicht für kurze Schrauben geeignet (n) o Streckgrenzengesteuertes Anzugverfahren Streuung der Reibzahlen wirkt sich nicht aus (p) auch für kurze Schrauben geeignet (p)
Vor und Nachteile des Schraubens allgemein (4-4)
keine Erwärmung (Gefüge, Verzug) zuverlässige Verbindung Schraubenverbindung berechenbar einfach Lösbarkeit hohe Vorbereitungs- und Verarbeitungszeit Verletzung der Oberfläche durch Bohrung Spannungsspitzen an Kerbstellen Kontaktkorrosion bei unterschiedlichen Legierun
Beispiele für das Wirkprinzip Formschluss, bewirkt durch umformen
Herstellung von Drahtgeflechten Winkeln eine Spule Bördeln Sicken Falzen Nieten Verlappen
Vorteile des Elektromagnetischen Umformens (2)
berührungslos -> keine Oberflächenbeschädigung am WS niedrige Anforderungen an Genauigkeit der Fügestellen, einfach Überlappung ausreichend
5 Vorteile des Nietens
dynamisch und statisch belastbar keine Zerstörung von Beschichtungen gasdicht keine Wärmeentwicklung, keine Gefügeveränderung Prozesskontrolle mittels Sichtprüfung oder Kraft-Weg-Messung
5 Vorteile von Schnappverbindungen nennen
Arbeitsvereinfachung leichte, schnelle Montage hohe Funktionssicherheit Isolation (bei Kunststoff) Überbrückung von Bauteiltoleranzen
Durch was wird die Schweißbarkeit beeinflusst (3 Faktoren)
Schweißneigung des Werkstoffs Schweißmöglichkeiten der Fertigung Schweißsicherheit der Konstruktion
Anforderungen an eine Schweißnaht (2)
o mechanische und chemische Eigenschaften sollen gleich oder besser als die des Grundstoffes sein, also keine nachteilig Änderungen herbeiführen o gewünschtes Erstarrungsgefüge soll hohe Streckgrenzen haben, genügendduktil sein frei von Poren und Rissen sein
3 Auswirkungen des Schweißvorgangs und Arten der Schrumpfungen nennen
Schrumpfungen o Längsschrumpfung o Querschrumpfung o Winkelschrumpfung hohe innere (Eigen-)Spannungen Gefügeveränderung im Nahtbereich
Ursachen von Schweißeigenspannungen (3)
Schrumpfeigenspannung: o durch Behinderung der Schrumpfung durch hocherhitzte Bereiche o geschweißte Naht eingespannt im Rahmen von kälteren, weniger/nicht ge-schrumpften Bereichen Umwandlungseigenspannung: o durch Behinderung der Ausdehnung bei der Austenitumwandlung abkühlen der Stahlschweißungen Montageeigenspannung o beim Zusammenfügen schlecht passender Einzelteile durchAnpassung
Maßnahmen gegen Negative Auswirkungen von Schweißnähten (4)
Minimieren der (Zug-)Eigenspannung Maßnahmen o geringer Wärmeeinbringung beim Schweißvorgang o Vorwärmen o nachträgliche Spannungsglühen o optimieren der Naht- und Zusammenbaufolge
Wirkprinzip Lichtbogenhandschweißen und 2 Aufgaben der Umhüllung
Entstehung eines Schmelzbades durch Einwirken eines Lichtbogens, der zwischen Elektrode und WS brennt Merkmal: manuell geführte Stabelektrode, die gleichzeitig Zusatzwerkstoff ist Aufgaben der Umhüllung sind die Entwicklung von Gasen und die Bildung von Schlacke
Vorteile / Nachteile des Intertgas-Schweißens und Vorteile des plasma-Schweißens im Vgl. zum Inertgas Schweißen
o Inertgas-Schweißen (WIG) Vermeidung metallurgischer Reaktionen ausgezeichnete chemische und mechanische Eigenschaften der Schweißnaht Schweißen in allen Lagen möglich breite Anwendungsmöglichkeiten o Plasma-Schweißen (WPS) (Vorteile gegenüber WIG) höhere Schweißgeschwindigkeit höhere Schweißleistung tieferer und schmälerer Einbrand geringe Wärmebeeinflussung
Welche 2Arten von Metall-Schutzgasschweißen gibt es und welche Vorteile haben Sie? Welche Metalle werden mit Ihnen geschweißt?
o Inertgas-Schweißen (MIG) hohe Schweißgeschwindigkeit hohe Abschmelzleistung geringer Verzug Anwendung: hochlegierte Stähle, Leichtmetall, Kupfer, Nickel o Aktivgas-Schweißen (MAG) gut automatisierbar Anwendung vorwiegend bei KFZ-Herstellung und -Reparatur
Vorteile (3) des Elektronenstrahlschweißens
hohe Energiedichte große Schweißgeschwindigkeit große Schweißtiefe Anwendung: Flugzeug-, Raketen- und Fahrzeugbau
Was ist beim Laserstrahlen sehr wichtig? Was kann mit diesem Verfahren besonders gut geschweißt werden?
Welche Anforderungen an die Sensoren werden gestellt?
Nahtvorbereitung sehr wichtig Sehr gute Schweißbarkeit von spanend gefertigten Teilen Temperaturbeständigkeit schnelle Signalverarbeitung Nahtverfolgung
Vor und Nachteile (4-4) der Strahlschweißverfahren
sehr schmale wärmebeeinflusste Zone rasche Erstarrung schweißen fast aller metallischer Werkstoffe berührungslos aufwendige Schweißstoßvorbereitung Entstehung von Röntgenstrahlung geschultes Personal nötig hohe Anlage- und Betriebskosten
Prinzip des Widerstandspunktschweißsen und Vor-und Nachteile (3-3)
flächig aufeinanderliegende WS punktförmige Erwärmung auf Schmelztemperatur keine Nahtvorbereitung kurze Schweißzeiten fast keine Nacharbeit Kerbwirkung am Schweißpunkt geringe Dauerfestigkeit schlechte Prüfbarkeit der Verbindung
Prinzip Ultraschallschweißen und 3 Anwendungsfelder nennen
zu verbindende Teile werden mechanischen Schwingungen im Ultraschallbereich ausgesetzt plastische Deformation beider Oberflächen Entstehen und Wiederaufreißen von Schweißverbindungen o Fügen artverschiedener Stoffe dünner Bauart o Fügen von temperaturunempfindlichen Teilen o Fertigung elektronischer Bauelemente
Prinzip Reibschweißen
Relativbewegung der Teile erzeugen, Bewegungsenergie in Wärme umsetzten, dann Stauchen und Schweißnaht bilden
Prinzip Reibrühschweißen und Vorteile nennen (4)
rotierender Stift mit großer Kraft in Stumpfstoß zweier Bleche gedrückt, Reibung zwischen Stift und WS erzeugt Wärme und Rotation bewirkt Verrühren des Materials keine Nahtvorbereitung nötig gut automatisierbar Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes geringer Energieverbrauch
Vor und Nachteile des Schweißens (4-2)
beste unlösbare Verbindung Werkstoffeinsparung Gestaltungsfreiheit und einfache Ausführung im Stahlbau keine Gussmodelle notwendig Güte der Schweißverbindung schwer nachprüfbar Erfahrung nötig
Grundprinzip löten erläutern und Vorteile / Nachteile nennen (3-3)
thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen und Beschichten von Werkstoffen, wobei eine flüssige Phase durch Schmelzen eines Lotes oder durch Diffusion aus den Grenzflächen entsteht Solidustemperatur der Grundwerkstoffe wird nicht erreicht Voraussetzung: Benetzung des Werkstoffes durch Lot Unterscheidung in Weich- (<450°C) und Hartlöten (>450°C), Hochtemperaturlöten > 900 Grad) gute elektrische Eigenschaften der Lötverbindungen dicht gegen Gase/Flüssigkeiten gut automatisierbar bei großflächigen Verbindungsstellen unwirtschaftlich Gefahr elektrolytischer Zerstörung im Vergleich zum Schweißen aufwendigere Vorbereitungsarbeiten
Welche 3 Arten von Klebstoffen gibt es beim Kleben?
o organische o anorganische o silikonhaltige
2 Aushärtemechanismen beim Kleben
o physikalisch abbindende Klebstoffsysteme (Moleküle lagern sich zu Nahordnung zusammen) o chemisch reagierende Klebstoffsysteme (kleinere Ausgangsmoleküle reagieren zu größeren Makromolekülen zusammen, Verfestigung des Klebstoffes)
2 Begründungen für die Festigkeit von Klebstoffen und Unterpunkte nennen
o Ursachen der Adhäsion (Kräfte an Grenzfläche von Fügeteil und Klebstoff) mechanische Verklammerung der Oberfläche physikalische Anziehungskräfte chemische Bindung o Ursachen der Kohäsion (Zusammenhalt im Innern des Klebstoffes) mechanische Verwirrung fadenförmiger Moleküle chemische Bindung
Welche 3 Beanspruchungen treten auf eine Klebefuge auf?
o Scherbeanspruchung o Zugbeanspruchung o Schälbeanspruchung
Vorteile Nachteile des Klebens?
glatte Oberfläche elektrisch isolierend keine Verletzung der Bauteile Nachteile: Oberflächenbehandlung nötig ungünstiges Alterungsverhalten zerstörungsfreie Prüfung schwierig
Vorteile von Garnen / (günstige Eigenschaften)
antistatisch, Abschirmung von elektromagnetischen Wellen antibakterielle Wirkung
Grundprinzip hybrides Fügeverfahren und Beispiele nennen
vereinen Eigenschaften und Vorteile verschiedener Wirkmechanismen des Fügens durch Kombination der eingesetzten Fügetechnik Beispiele: Durchsetzfügen und Kleben, Punktschweißkleben, Schraube mit chemischer Schraubensicherung, Hydroverfahren
Wie werden Mikrobeutaile gefügt und welche Verfahren werden hierfür angewandt?
durch Bonden (Verbinden von Halbleiterbauelementen oder von Schaltkreisen in Hybridschaltungen) Verfahren: Thermokompressionsbonden, Ultraschallbonden, Badlöten
5 funktionelle Aufgaben von Beshcichtungen
o dekorative Aufgaben o Informative Aufgaben (Signalisierung, Tarnung) o Erzielung spezieller physikalischer Effekte (Schalldämpfung, Strahlenschutz) o Schutz gegen chemische und biologische Einflüsse (Korrosion, Verrottung) o sanitäre Aufgaben (Geruchverminderung, Schutz vor Bakterien)
5 Eingeschaften von Oberflächen
o stoffliche Beschaffenheit (Textur, Kristallgröße, chemische Zusammensetzung) o geometrisch (Rauheit, Schichtdicke) o mechanisch-tribologisch (Härte, Festigkeit, Eigenspannung) o physikalisch (Dichte, Glanz, elektrische Leitfähigkeit) o chemisch (elektrochemisches Potential)
2 Verschleißarten von Oberflächen
o adhäsiv o abrasiv
Beschichten aus gas- oder dampfförmigen Zustand vorteile/Nachteile durch die BEschichtung mit Hartstoffen (3-2)
Härte gute Gleiteigenschaften extreme Verschleißbeständigkeit Sprödigkeit Bruchanfälligkeit
Grundalgen und Verfahren von CVD (Chemical Vapour Deposition) erläuten
chemisches Abscheiden aus der Dampfphase: Hartstoffschichten werden aus gasförmigen Komponenten bei hohen Substrattemperaturen unter katalytischer Wirkung der Substratoberfläche chemisch abgeschieden Verfahren: Reaktionsfähige Gase werden über erhitzte Oberfläche des zu beschichteten Körpers geleitet und reagieren an der Oberfläche. Niederschlag eines der Zersetzungs- oder Reaktionsprodukts auf der Oberfläche
3 Randbedingungen für homogene Schichten?
gleichmäßige Temperaturverteilung im Reaktor, homogenes Reaktionsgemisch, gleichmäßige und kontinuierliche Umströ-mung des Substrats
Vorteile (1) und Nachteile (3) von CVD-Verfahren nennen
hohe Haftungsbeständigkeit durch Diffusionsvorgänge und chemische Reaktion zu beschichtendes Bauteil muss 1000°C aushalten Gefüge der zu beschichtenden WS kann sich ändern keine CVD-Beschichtung von Werkzeugstählen und HSS möglich
Grundalgen PVD Verfahren (Physical Vapour Deposition) erläutern und 3 Verfahren mit VOr/Nachteilen nennen
Metalle, Legierungen sowie chemische Verbindungen wie Oxide, Nitride oder Karbide werden durch Zufuhrt von thermischer Energie oder kinetischer Energie mittels Teilchenbeschuss im Vakuum abgeschieden und kondensieren anschließend auf WS o Vakuumbedampfen gut beherrschbares Verfahren hochreine Schichten herstellbar geringe Schichthaftung (Nachteil) o Kathodenzerstäubung (Sputtern) hohe Haftfestigkeit der Schicht schlecht/nicht schmelzbare Beschichtungsmaterialien einsetzbar geringe Beschichtungsraten (Nachteil) o Ionenplattieren hohe Beschichtungsraten wie beim Aufdampfen große Haftfestigkeit wie beim Sputtern
4 Prinzipien der Filmbildung von lacken
o Verdampfung von Lösungsmitteln o Verdampfung von Wasser o Abkühlen geschmolzener Stoffe o chemische Reaktion
Vor/Nachteile konventionelle Lacke (2-2)
sehr viel Erfahrung gute Haftung am Untergrund Explosionsgefahr in Verarbeitungsräumen hohe Emission an Lösungsmitteln
Woraus bestehen 2-K-Lacke
Vorteile Nachteile (3-3)
Stammlack und Härter gute Trocknung durch Wärmeentwicklung bei chemischer Reaktion hohe Chemikalienbeständigkeit, Porendichte und hoher Glanzgrad glatte Oberfläche gesundheitsschädlich kein direktes Recycling möglich erhöhter Reinigungsgrad beim Entlacken der Werkstückträger
Welche 2 Lackierverfahren beim Zerstäuben werden grundsätzlich Unterscheiden?
durch mechanischer Kräfte = Spritzverfahren durch elektrische Feldkräfte = Sprühverfahren
