Schweißen ist einer der am weitesten verbreiteten mechanischen Prozesse, der seit vielen Jahren existiert und in industriellen Anwendungen weiterhin häufig eingesetzt wird. Es gibt viele verschiedene Schweißarten, und die richtige hängt von den Eigenschaften des Materials ab. Duktilität, Steifigkeit, Temperatur- und Verschleißfestigkeit sowie die Konstruktionsstruktur des Werkstücks sind die Faktoren, die je nach Projekt berücksichtigt werden sollten.
Im weiteren Verlauf dieses Artikels besprechen wir eine der Schweißarten, die als Heftschweißen bekannt sind. Was ist also Heftschweißen? Welche Materialien eignen sich dafür? Welche Festigkeit haben die geschweißten Teile? Wie funktioniert es? Lesen Sie weiter, denn wir werden in diesem Artikel alle diese technischen Aspekte kurz behandeln.
Was ist Heftschweißen?
Beim Heftschweißen handelt es sich um einen Vorschweißprozess, bei dem kleine Schweißraupen über die gesamte Länge des Werkstücks aufgetragen werden. Das Hauptziel des Heftschweißens besteht darin, die Verbindungskomponenten für den endgültigen Schweißprozess ausgerichtet zu halten. Es erleichtert das Schweißen, indem es verhindert, dass sich die Werkstücke während des abschließenden Schweißvorgangs bewegen. Durch Heftschweißen wird sichergestellt, dass Designausrichtungen und Blechverbindungsabstände bis zum endgültigen Schweißvorgang beibehalten werden.
Es macht den Einsatz von Vorrichtungen und Klemmen überflüssig und eignet sich ideal für den Einsatz in der industriellen Kleinserienproduktion. Der Schweißprozess erzeugt beim Erhitzen und Abkühlen viele innere Spannungen in Blechen. Die Heftschweißnähte können den inneren Spannungen der Metallausdehnung und -kontraktion während des abschließenden Schweißprozesses standhalten und die Verbindungsgeometrie schützen.
Wie funktioniert Heftschweißen?
Beim Heftschweißen werden Elektroden zum Verbinden der Bleche eingesetzt. Der Arbeitsablauf beim Heftschweißen ähnelt einem einfachen Schweißvorgang. Einige technische Punkte sollten jedoch sorgfältig beachtet werden. Für Klebeperlen werden eine hohe Temperatur und eine kurze Lichtbogenflamme empfohlen. In der Regel handelt es sich um Heftschweißnähte 1/2 Zoll bis 3/4 Zoll lang um das Werkstück ausgerichtet zu halten. Je empfindlicher das Material ist, desto geringere Heftmengen sollten gewählt werden. Die Heftnähte werden sorgfältig angebracht, um Wärmeverformungen bei empfindlichen Materialien zu vermeiden.
Die Größe der Heftnaht ist so gewählt, dass sie die endgültige Schweißnaht perfekt einschließt. Es sollte nicht so groß sein, dass es nach der endgültigen Schweißung zu Diskontinuitäten und erheblichen Spannungspunkten kommt.
Beispielsweise sollte eine 1/2-Zoll breite Schweißverbindung keine 5/8-Zoll-Heftnähte aufweisen.
Beim Heftschweißen verwendete Materialien:
Beim Heftschweißen werden verschiedene Arten von Materialien verwendet. Die Leichtigkeit des Schweißens hängt von der Art und Dicke des Werkstückmaterials ab. Die am besten geeigneten Materialien zum Heftschweißen sind Gusseisen, Messing, Aluminium, Edelstahl, Titan und Magnesiumlegierung.
Die folgenden technischen Parameter sollten vor dem Heftschweißen beachtet werden.
Innere Spannungen – Das schnelle Erhitzen und Abkühlen des Materials während der endgültigen Schweißung führt zu inneren Spannungen, die zum Brechen der Heftschweißnähte und zur Störung der Geometrie führen können.
Länge des Gelenks – Wenn Sie eine gerade Geometrie schweißen, sind weniger Heftnähte erforderlich, bei Geometrien wie Kugel, Curry oder einer Bogenform sind jedoch viele Heftverbindungen erforderlich.
Materialstärke – Dünne Bleche oder empfindliche Materialien erfordern mehr Heftschweißungen, dicke Bleche dagegen weniger.
Welche Arten des Heftschweißens gibt es?
Es gibt verschiedene Arten des Tack-Schreibens, die je nach Zweck und Szenario unterschiedlich sind. Im Folgenden sind die vier wichtigsten und am häufigsten verwendeten Arten des Heftschweißens aufgeführt.
STANDARD-HEFTSCHWEISSUNGEN:
Der Hauptzweck von Standard-Heftschweißnähten besteht darin, der endgültigen Schweißnaht zusätzliche Unterstützung zu bieten. Sie sollen bei der endgültigen Schweißung verbraucht werden. Sie sind groß genug, um dem Materialgewicht und den Temperatureinflüssen standzuhalten. Sie dürfen jedoch nicht so groß sein, dass sie nicht mit der endgültigen Schweißnaht übereinstimmen. Es muss ein Größengleichgewicht gewahrt bleiben. Heften Sie beispielsweise nicht ½ Zoll, wenn Sie nur eine Kehlnaht von ⅜ Zoll benötigen.
Diese Art des Schweißens wird in verwendet MIG Schweißverfahren.
BRÜCKEN-HEFTSCHWEISSUNGEN:
Eine weitere häufig verwendete Schweißart ist das Brückenheftschweißen. Brückennägel füllen die unnötigen Lücken zwischen den Werkstücken, nachdem diese durch abschließendes Schweißen fest zusammengefügt wurden. Diese unnötigen Lücken sind ursprünglich auf Fehler beim Schneiden der Materialien zurückzuführen.
Das Brückenheftschweißen dringt nicht in die Verbindungswurzel ein. Dies geschieht, indem nacheinander an jedem Werkstück kleine Nägel angebracht werden, sodass das vorherige in der Zwischenzeit abkühlt.
Diese Art des Schweißens wird in verwendet Fülldrahtheften oder MIG und WIG Schweißverfahren.
HEISSHEFTSCHWEISSUNGEN:
Das Hot-Tack-Schweißen ist fast dasselbe wie das Brücken-Tack-Schweißen. Hot Tacks füllen Lücken in Verbindungen zwischen zwei Komponenten, indem sie zusätzliches Füllmaterial und überschüssige Wärme ablagern. Der vollständige Kontakt zwischen zwei zusammengefügten Werkstücken ist erforderlich, wofür Hottacks perfekt geeignet sind.
Durch die übermäßige Hitze ziehen sich die Werkstücke beim Abkühlen zusammen und der Spalt zwischen den Bauteilen füllt sich. Der einzige Unterschied zwischen Brückenheftschweißen und Heißheftschweißen besteht darin, dass der Schweißer nach dem Überbrücken der Verbindungsstücke mit einem Vorschlaghammer darauf schlagen muss.
THERMIT-HEFTSCHWEISSUNGEN:
Es handelt sich um eine einzigartige Art des Heftschweißens, bei dem verschiedene Materialien gemischt werden und eine Hochtemperaturreaktion stattfindet. Beim Thermit-Heftschweißverfahren werden Aluminiummetall, Eisenoxidpulver und reines Magnesium gemischt. Die Reaktion findet bei einer sehr hohen Temperatur von über 2000 Grad Celsius statt.
Formen des Heftschweißens:
Ebenso wie verschiedene Arten des Heftschweißens gibt es auch verschiedene Formen des Heftschweißens. Jedes Formular hat eine bestimmte Funktion zu erfüllen. Es gibt vier gängige Arten von Reißnägeln:
- Quadrat: wird verwendet, um zwei Teile im rechten Winkel zu verbinden.
- Vertikal: verläuft vertikal von oben nach unten zwischen den Werkstücken.
- Rechter Winkel: Heft zwei Werkstücke senkrecht aneinander.
- Die rechtwinklige Ecke heftet zwei senkrechte Werkstücke in eine T-Form.
So führen Sie das Heftschweißen richtig durch:
Es ist wichtig, das Heftschweißen korrekt durchzuführen, da eine kleine fehlerhafte Heftschweißung dazu führen kann, dass die eigentliche Schweißnaht rissempfindlich wird. Solche Schweißnähte können Menschen und Bauwerken schaden, da sie leicht abbrechen können.
Um das Heftschweißen fehlerfrei durchzuführen, werden in der Regel folgende Grundstrategien angewendet:
- Informieren Sie sich vorher über die Richtung und Reihenfolge der Heftnähte.
- Testen Sie die Materialqualität des Metallstücks mit einem Schaber.
- Stellen Sie sicher, dass die Werkstücke sauber sind und keine Rückstände aufweisen.
- Beginnen Sie beim Heftschweißen großer Säume in der Mitte der Werkstücke und gehen Sie zu den Kanten hin.
- Durch das Heftschweißen der Werkstücke nacheinander von einem Ende her kommt es zu einer Schrumpfung zwischen den Lagen.
- Durch die Schrumpfung kommt es zu einer Überlappung der Schichten und zum Füllen der Lücken zwischen den Werkstücken.
- Erwärmen Sie beide Seiten des Metallstücks gleichmäßig und verwenden Sie einen Zeitrahmen von einer Sekunde.
- Versuchen Sie nicht, das Metall zu bewegen, bis es vollständig abgekühlt ist.
Vor- und Nachteile des Heftschweißens:
Auch das Heftschweißen hat wie jede andere Schweißart seine Vor- und Nachteile:
Vorteile des Heftschweißens:
- Das Heftschweißen ermöglicht es den Herstellern, ihr Design vor dem endgültigen Schweißen zu prüfen.
- Der Einsatz von Vorrichtungen wie Magneten und Klemmen entfällt. Dies ist vorteilhaft für Produktionsaufträge mit geringem Volumen.
- Heftschweißungen halten während des abschließenden Schweißvorgangs ausreichend äußeren und inneren Spannungen stand und verhindern Verformungen.
- Es gewährleistet eine ausreichende mechanische Festigkeit zwischen den Werkstücken beim abschließenden Schweißen.
- Heftschweißen ist kostengünstig, da nicht verbrauchbarer Draht anstelle teurer Zusatzmaterialien verwendet wird.
- Es stabilisiert die Verbindung zwischen den Werkstücken ohne den Einsatz von Zwingen.
- Geschweißte Bauteile können bei Bedarf einfach verschoben oder getrennt werden.
- Da sich Heftschweißnähte leicht entfernen lassen, bieten sie den Herstellern zusätzliche Kontrolle über den Produktionsprozess. Es hilft ihnen, ein perfektes Endprodukt vorzubereiten.
- Einfach zu verwenden, wenn Sie die Arbeit gut kennen.
Nachteile des Heftschweißens:
- Es kann für den Schweißer zusätzliche Schwierigkeiten bereiten, wenn die Größe der Schweißnähte nicht beherrschbar ist.
- Es ist schwierig, eine bestimmte Wärmemenge auf beide Metallteile auszugleichen.
- Um versehentliche Fehler beim Heftschweißen zu vermeiden, ist viel Aufmerksamkeit erforderlich.
- Falsch ausgeführte Schweißnähte können zu einer Beeinträchtigung der Verbindungsqualität führen.
- Heißschweißungen erfordern manchmal viel Zusatzwerkstoff, um Schlackeneinschlüsse in den Spalten zu vermeiden.
- Es beschleunigt die Ansammlung von Schweißoxiden in den Lücken.
- Große Schweißnähte müssen geschliffen werden, was das endgültige Schweißen erschwert.
- Heftschweißen führt zu einer schnellen Erwärmung und Abkühlung, der einige Materialien nicht standhalten können.
- Heftnähte müssen nach dem Schweißvorgang geschrubbt werden.
- Heftnähte sind relativ schwach und haben eine kurze Lebensdauer.
Allgemeine FAQs:
Sind Heftschweißnähte stabil?
Heftschweißnähte sind stark. Stärkere Heftnähte werden unter Verwendung von hochwertigem Füllmaterial und unter Berücksichtigung der Anzahl der Heftnähte hergestellt. Korrekt hergestellte Nägel halten großen Belastungen stand, ohne zu brechen.
Warum entstehen Risse bei Heftschweißnähten?
Die Hauptursache für Risse ist unsachgemäßes Schweißen durch einen unerfahrenen Schweißer. Weitere Ursachen für Risse sind übermäßige Hitze und Schrumpfung beim Abkühlen.
Expertenvorschläge:
Heftschweißen ist nicht schwer, wenn Sie die grundlegenden Fähigkeiten beherrschen und über genügend Erfahrung verfügen.
- Stellen Sie sicher, dass die Stelle Ihrer Heftnähte und der Wärmeeintrag gleichmäßig verteilt und ausgeglichen sind. Es würde die meisten Ihrer Heftschweißprobleme lösen.
- Achten Sie außerdem auf ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Größe und Anzahl der Heftnähte.
Fazit:
Heftschweißen ist für den Herstellungsprozess sehr vorteilhaft, insbesondere für die Aufrechterhaltung von Qualität, Präzision und Maßlinearität. Allerdings kann eine falsche Vorgehensweise zu massiven Schäden führen. Sie brauchen also immer kompetente Ingenieure und ein vertrauenswürdiges Unternehmen, das eine hohe Qualität gewährleistet.
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