102410_Leseprobe
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Schematisierungen, Vereinfachungen und Näherungsverfahren sind daher für die Ermittlung der Abkühlzeit unerlässlich.<br />
Prinzipiell sind drei unterschiedliche Bestimmungsmethoden geeignet:<br />
– experimentelle Ermittlung,<br />
– analytische Ermittlung,<br />
– numerische Ermittlung.<br />
2.6.2 Experimentelle Ermittlung<br />
Bei der praktischen Anwendung standen zu Beginn der Anwendung von Schweiß-ZTU-Schaubildern experimentell<br />
ermittelte Abkühlzeiten im Vordergrund. Zahlreiche Verfasser führten umfangreiche Messreihen durch und stellten<br />
den Anwendern die Ergebnisse in Form von Nomogrammen zur Verfügung.<br />
Die Bilder 2-8 bis 2-16 zeigen eine Auswahl von grafischen Darstellungen zur Abkühlzeitbestimmung bei verschiedenen<br />
Schweißverfahren, die in der Literatur [30 bis 32, 36 bis 39] veröffentlicht wurden. Die ausgewählten Bilder<br />
umfassen ein breites Spektrum von Wärmeeinbringung und wärmeableitendem Querschnitt. Soweit in den Bildern<br />
nicht anders angegeben, gelten die so ermittelten Abkühlzeiten für einlagige Schweißverbindungen bzw. für das<br />
Schweißen von Blechen, die keine als Vorwärmung wirkende Restwärme durch das Schweißen vorangehender<br />
Lagen enthalten. Außer in den Bildern 2-14 und 2-16 werden in allen anderen auch Vorwärmtemperaturen berücksichtigt.<br />
Bild 2-8. Abkühlzeiten beim Lichtbogenhandschweißen von 15 mm dickem Blech [36].<br />
Bei den in der Praxis auftretenden unterschiedlichen Stößen, Nähten und Werkstückdicken ist die Zuordnung zum<br />
massiven Bauteil bzw. zur Platte oder auch zu Versuchsergebnissen mit spezieller Auftrag-, Stumpf- oder Kehlnaht<br />
problematisch. Man behilft sich mit geschätzten Geometriefaktoren, wie sie zum Beispiel in [35] gefunden wurden.<br />
Bild 2-9.<br />
Abkühlzeit von 850 bis 500 °C<br />
beim Lichtbogenhandschweißen<br />
von Steilflankennähten mit Elektroden<br />
von 5 mm Durchmesser<br />
[37].<br />
[35] stellte fest, dass die gemessenen Abkühlzeiten über den Geometriefaktor 1/√ ∗ als Faktor vor q s vereinheitlicht<br />
werden können (vergleiche Bild 2-10). Dabei ist n* = 1 für die Wurzel einer V-Fuge, n* = 2 bei einer<br />
Auftragschweißung und n* = 3 für Kehlnähte am T-Stoß (ansteigend mit dem Winkelbereich der Wärmeableitung)<br />
einzusetzen.<br />
Beim Schweißen von Kehlnähten verringern sich die Abkühlzeiten gegenüber dem Schweißen von Stumpfnähten<br />
durch die zusätzliche Wärmeableitung in das gestoßene Blech. Für das Schweißen von Kehlnähten kann eine<br />
Vergleichsblechdicke<br />
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