1、DVS, Ausschu fr Technik, Arbeitsgruppe Lichtbogenschweien“Bezug: Verlag fr Schweien und verwandte Verfahren DVS-Verlag GmbH, Postfach 10 19 65, 40010 Dsseldorf, Telefon (02 11) 15 91- 0, Telefax (02 11) 15 91- 150Bearbeiter: OsenbergFile: 0904.fmErstellt am: 25.09.2000Zuletzt gendert am: 05.10.2000N
2、achdruck und Kopie,auch auszugsweise,nur mit Genehmigung des HerausgebersDVSDiese Verffentlichung wurde von einer Gruppe erfahrener Fachleute in ehrenamtlicher Gemeinschaftsarbeit erstellt und wird als eine wichtige Erkenntnisquelle zurBeachtung empfohlen. Der Anwender mu jeweils prfen, wie weit der
3、 Inhalt auf seinen speziellen Fall anwendbar und ob die ihm vorliegende Fassung noch gltig ist.Eine Haftung des DVS und derjenigen, die an der Ausarbeitung beteiligt waren, ist ausgeschlossen.DVS DEUTSCHER VERBANDFR SCHWEISSEN UNDVERWANDTE VERFAHREN E.V.Hinweise fr die Praxis Lichtbogenbolzenschweie
4、nMerkblattDVS 0904(Dezember 2000)Inhalt:1 Vorbemerkung2 Hinweise zur Konstruktion3 Auswahl der Verfahren und Gerte4 Einflugren4.1 Schweivorbereitung4.1.1 Werkstck4.1.2 Bolzen4.1.3 Keramikring4.1.4 Schutzgas4.1.5 Stromquelle4.1.6 Schweipistole und Schweikopf4.1.7 Stromfhrung4.2 Schweiparameter4.3 Sch
5、weidurchfhrung5 Richtwertdiagramme5.1 Richtwerte fr Lichtbogenschweien mit Hubzndung mitKeramikring oder Schutzgas von Stahl5.2 Richtwerte fr Kurzzeit-Bolzenschweien mit Hubzn-dung von Stahl5.3 Richtwerte fr Kondensatorentladungs-Bolzenschweienmit Spitzenzndung von Stahl6 Arbeitsanweisung Checkliste
6、7 Prfungen der Bolzenschweiungen7.1 Sichtprfung7.2 Biegeprfung7.3 Zugprfung7.3.1 Normale Zugprfung7.3.2 Zugprfung mit Drehmomentschlssel7.4 Makroschliffe7.5 Zuordnung von Qualittsanforderungen zu den Prfungen7.6 Zerstrungsfreie Prfungen8 Qualittssicherung und Anforderungen an den Betrieb9 Anforderun
7、gen an das Bedienungspersonal9.1 Bolzenschweier9.2 Schweiaufsicht10 Arbeitsschutz11 Mitgeltende Normen und technische Regeln1 VorbemerkungDieses Merkblatt soll dem Praktiker Hinweise fr den richtigenEinsatz des Lichtbogenbolzenschweiens geben. Es setzt dabeieinige grundstzliche Kenntnisse voraus, wi
8、e sie beispielsweisein den Merkblttern DVS 0902 Lichtbogenbolzenschweien mitHubzndung“ und DVS 0903 Kondensatorentladungs-Bolzen-schweien mit Spitzenzndung“ gegeben werden. Weitere Hin-weise finden sich auch in den Normen DIN EN ISO 14555 Licht-bogenbolzenschweien von metallischen Werkstoffen“, DIN
9、ENISO 13918 Bolzen zum Lichtbogenbolzenschweien“ (DIN ENISO 14555 hat DIN 8563-10, DIN EN ISO 13918 hat DIN 32500und DIN 32501 ersetzt).2 Hinweise zur KonstruktionBei einer Bolzenschweikonstruktion sind zu klren:1. Wo wird der aufgeschweite Bolzen eingesetzt? (EinfacheHaltefunktion oder mittlere und
10、 hohe Belastung?) WelcheVorschriften sind zu beachten?2. Wie wird der Bolzen belastet? (Zug, Druck, Schub, Biegung,Vorsicht bei dynamischer Belastung! Versuche! Evtl. Korro-sionsbelastung, besonders im Wulstbereich, prfen. Gefahrvon Lochfra)3. Nachweis der Tragsicherheit (zum Beispiel im Bauwesennac
11、h DIN 18800-1:1990)4. Welche Sicherheit wird verlangt? (Welche Gefahr bestehtbeim Versagen einer Schweiung?)5. Welche Blechdicke liegt vor? (Beachte Verhltnis Blechdickezu Bolzendurchmesser, s. Tab. 1)6. Wurde der Schweiwulst bercksichtigt? (S. Maangaben inDIN EN ISO 13918)7. Mglichst genormte Bolze
12、n (DIN EN ISO 13918) verwenden.8. In welcher Position wird geschweit? Wannenlage PA (Blechhorizontal) bevorzugen. Vorsicht bei Hubzndung mit Bolzenan senkrechter Wand (PC): Durchmesser begrenzt auf etwa16 mm, bei ungeeigneten Schweibedingungen Gefahr vonBindefehlern und Unterschneidungen an der Ober
13、seite desBolzens.9. Ist die Schweistelle fr die Pistole zugnglich und kann diePistole nach dem Schweien vom Bolzen abgezogen wer-den?10. Welche Positioniergenauigkeit wird gefordert und wie kannsie erreicht werden? (Durch Anreien, durch Krnerschlag(nicht bei Spitzenzndung!) 1 mm, Verbesserung durchS
14、chablonen 0,8 mm, durch Fhrungen 0,4 mm, durchSonderbolzenhalter 0,2 mm). Durch Blaswirkung entstehteine ungleichmige Schrumpfung des Schweibades, da-durch Schiefstellung des Bolzens.11. Bei beschichteten Blechen Versuche durchfhren. Vorsichtbei stark gasenden Schichten, evtl. vor dem Schweien ent-f
15、ernen.12. Werden Anforderungen an das Aussehen der Werkstck-rckseite gestellt? Wenn ja, Verfahren mit kurzer Schweizeitwhlen.13. Beachte: Die Kraftumlenkung vom Bolzen in das Werkstckist mit einer Kerbwirkung verbunden.Mit dem Schweivorgang treten hohe Eigenspannungen imWerkstck auf.Der aufgeschweit
16、e Bolzen verringert die Dauerfestigkeitdes Werkstcks.14. Bei der Werkstoffauswahl Schweieignung bercksichtigen(siehe DIN EN ISO 14555).15. Bei hoher Belastung und hohen Sicherheitsanforderungenmehrere Bolzen anbringen.Ersetzt Ausgabe Juni 1974B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1C
17、CB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 2 zu DVS 090416. Belastungsversuche: Bolzen bis zum Bruch belasten (zumBeispiel hydraulisch oder mit Drehmomentschlssel), dannentsprechenden Sicherheitsfaktor (mind. 2fach) bercksichti-gen.17. Lochleibungskrfte knn
18、en nicht auf mehrere Bolzen verteiltwerden zu ungenaue Passung.18. Welche Vorrichtungen knnen die Schweidurchfhrung er-leichtern?3 Auswahl der Verfahren und GerteBei der Auswahl der Verfahren und Gerte fr einen oder mehre-re Anwendungsbereiche sind zu klren:Bolzendurchmesser, Blechdicke, Qualittsanf
19、orderungen (Fe-stigkeit, Aussehen der Rckseite), Bolzenstckzahl pro Minute,Arbeitsbedingungen wie Schweiposition, Schweibadschutz,Zufhrung der Bolzen (manuell oder mechanisch, Zufhrung derKeramikringe vorwiegend von Hand).Die mglichen Verfahrensvarianten sind in Tabelle 1 aufgefhrt.Dabei ist zu beac
20、hten:1. Die Verfahren sind jeweils nur in einem begrenzten Durch-messerbereich einzusetzen.2. Das Hubzndungsbolzenschweien mit Keramikring oderSchutzgas erzielt bei Stahl porenarme Verbindungen: mit Ke-ramikring bis 25 mm, mit Schutzgas (Ar + 18 % CO2) bis16 mm Bolzendurchmesser. Beachte: mit zunehm
21、endemDurchmesser wirkt sich die Blaswirkung strker aus. DasKurzzeitbolzenschweien wird im allgemeinen mit Schutzgasbis 12 mm Bolzendurchmesser, ohne Schutzgas (mit gre-rem Porenanteil) bis 8 mm eingesetzt.3. Das Kondensatorentladungs-Bolzenschweien mit Spitzen-zndung wird vorwiegend fr einfache Halt
22、efunktionen mitBolzen bis 8 mm Durchmesser verwendet. Die sehr kurzeSchweizeit (1 3 ms) fhrt zu sehr flachen Schmelzzonen(etwa 0,1 mm dick) und erlaubt das Schweien von Stahl, Alu-minium und anderen Werkstoffen und -kombinationen. DerPorenanteil in der Schweiflche betrgt etwa 30 %. BeimSchweien ents
23、teht ein Knall.4. Das Aluminium-Bolzenschweien mit Hubzndung wird nurbis 12 mm Bolzendurchmesser mit den Schutzgasen Argonund Argon-Helium-Gemischen durchgefhrt. Es setzt einesehr gute Schutzgasvorrichtung und saubere Oberflchenvoraus.5. Hub- und Spitzenzndungs-Bolzenschweien unterscheidensich in de
24、r Verfahrens- und Gertetechnik und in der Bolzen-form. Die Bolzen haben bei der Hubzndung flache bis kegel-frmige, bei der Spitzenzndung kleine, genau dimensio-nierte, zylindrische Zndspitzen mit einem angestauchtenFlansch, um dem greren Porenanteil in der Schweiflcheentgegenzuwirken.6. Die schweige
25、eigneten Werkstoffe und -paarungen sind inden Merkblttern DVS 0902 und DVS 0903 sowie in den Nor-men DIN EN ISO 14555 und fr Bolzen in der DIN EN ISO13918 zusammengestellt.7. Das Kondensatorentladungs-Bolzenschweien mit Hubzn-dung wird in Deutschland nur noch selten eingesetzt.Die Herstellerfirmen b
26、ieten ein umfangreiches Sortiment an Bol-zenschweigerten an. Das Angebot reicht von Gerten mit Bol-zenschweipistolen bis zu CNC-Bolzenschweianlagen. Allge-mein gilt: je grer der zu verschweiende Bolzendurchmesser,um so schwerer und grer sind die Gerte.Bei der Auswahl der Gerte sollte man die Erfahru
27、ng der Herstel-ler bercksichtigen. In den meisten Fllen wird man sich durchVersuchsschweiungen am Objekt ein Bild vom Aussehen undder Festigkeit der Bolzenschweiung verschaffen knnen. Dazusind den Herstellern gengend Musterteile fr Versuche zu ber-lassen.Beachte: Die Produkthaftung der Hersteller ka
28、nn sich nur auf diegelieferten Gerte und Bolzen beziehen, nicht auf die Qualittder aufgeschweiten Bolzen. Die Schweiqualitt wird von vielenEinflufaktoren whrend der Fertigung im Betrieb bestimmt.4 EinflugrenAuf das Schweiergebnis haben viele Faktoren Einflu. Sie be-treffen: Schweivorbereitung Wahl d
29、er Schweiparameter Schweidurchfhrung4.1 Schweivorbereitung4.1.1 WerkstckDas Werkstck soll fest aufliegen und der Bediener einen ausrei-chend festen Stand haben. Die Pistole mu sich senkrecht auf-setzen und ohne Behinderung wieder abziehen lassen.Die Schweistelle soll trocken und mglichst metallisch
30、blanksein. Feuchtigkeit, Verunreinigungen und Beschichtungen erh-hen die Porenzahl im Schweigut, besonders bei Verfahren mitkurzer Schweizeit.4.1.2 BolzenDie Bolzenspitze mu die richtige Form fr das gewhlte Verfah-ren haben. Bei Hubzndung mit Keramikring: flache Bolzenspitzeoder Kegelwinkel mit eing
31、epreter Aluminiumkugel oder Spritz-schicht (besonders bei Bolzendurchmesser 10 mm). Die FormTabelle 1. Arbeitsbereiche der Verfahrensvarianten beim Bolzenschweien.Variante Schwei-zeit msBolzen-durch-messer d mmEinschrnkung in Querposition (PC)Strom-strke ASchwei-badschutzMindestblechdickeHubzndungs-
32、Bolzenschweien mit Keramikring 100 3 bis 253 bis 16 (19)300 bis 3000 Keramik-ring1/4 d,aber mind. 1 mmHubzndungs-Bolzenschweien mit Schutz-gas 100 3 bis 163 bis 8300 bis 2000 Schutzgas 1/8 d,aber mind. 1 mmKurzzeit-Bolzenschweien mit Hubzndung 100 3 bis 12 bis 1800 kein oder Schutzgas1/8 d,aber mind
33、. 0,6 mmKondensatorentladungs-Bolzenschweien mit Hubzndung200 mm/s.5.3 Richtwerte fr Kondensatorentladungs-Bolzenschweien mit Spitzenzndung von StahlDer rechte Diagrammteil zeigt die Zuordnung von Bolzendurch-messer (nicht Flanschdurchmesser) zur Ladeenergie. Es sinddies Erfahrungswerte, die einer g
34、ewissen Streuung unterliegen.Der linke Diagrammteil zeigt die daraus resultierende Ladespan-nung bei den verschiedenen Kapazitten des Kondensators. Be-achte: Aus der Entladekurve (I = f(t) wird durch die Eintauchge-schwindigkeit des Bolzens und die Spitzenlnge, welche dieSchweizeit bestimmen, nur ei
35、n Leistungsbereich herausge-schnitten. Es empfiehlt sich daher, nach Optimierung der Datenfr einen Anwendungsfall aus Ladespannung und Kapazitt dieermittelte Ladeenergie dem Bolzendurchmesser zuzuordnen undin dem Diagramm einzutragen.Beispiel: Bolzen M 6: 1000 Ws bei 66 mF Kapazitt, 175 VLadespannun
36、g, Eintauchgeschwindigkeit 600 mm/s. Achtung:Durch feste Auflage des Werkstcks Prellungen vermeiden!3 mm, ohne Gasschutz2 mm, mit Gasschutz2 mm, ohne Gasschutz3 mm, mit GasschutzBild 2. Ermittlung der Schweiparameter beim Kurzzeit-Bolzenschweien.Bild 3.Anhaltspunkte fr die Ladeenergie und Lade-spann
37、ung bei gegebenem Gewindebolzendurch-messer.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 6 zu DVS 09046 Arbeitsanweisung Checkliste Tabelle 2. Checkliste bei Inbetriebnahme oder Schichtbeginn.7 Prfen de
38、r BolzenschweiungenBeim Bolzenschweien knnen folgende Fehler auftreten: unvollstndig verschweite Bolzenstirnflchen, Poren im Schweigut, Risse im Schweigut, Sprdigkeit der Schweizone.Ursachen fr diese Fehler knnen sein: ungeeignete Schweibedingungen (siehe Abschnitt 4 Einflu-gren“), Mngel in der Bewe
39、gungsvorrichtung, Eintauchbehinderungen, magnetische Blaswirkung (zum Beispiel ungnstige Stromfh-rung und Massenverteilung im Werkstck, ungeeignete Werkstoffe und -kombinationen.Als wichtigste Werkstattprfungen haben sich bewhrt: Sichtprfung, Biegeprfung.7.1 SichtprfungDer Bolzen mu vollstndig in di
40、e Schmelze eingetaucht und derWulst geschlossen sein. Unterschneidungen sind nicht zulssig.Beim Schweien mit Keramikring sollte der Wulst glnzen. DerBolzen hat erst nach dem Schweien seine Nennlnge ( 1 mm).Daher kann die Lngenmessung zur Beurteilung des Er-gebnisses herangezogen werden.Beim Kurzzeit
41、schweien ohne Schweibadschutz ist der Wulstim allgemeinen trotz hoher Festigkeit der Verbindung oberflch-lich stark oxidiert. Bei Spitzenzndung sollte der Spritzerkranzgleichmig flach ausgebildet sein.Ist dies nicht der Fall, sind geeignete Manahmen zu ergreifen,Tabelle 3:Tabelle 3. Fehlerbeurteilun
42、g durch Sichtprfung.Schweipistole oder SchweikopfBewegungsmechanismus prfen Kolben gegen Federdruck bewegen, keine auer-gewhnliche Reibung!Bei Bolzen 14 mm: Dmpfung prfenBei Spitzenzndung: Federkraft prfen!Bolzenhalter Auf Schmorstellen und Spannkraft prfen, Bolzen bis zum festen Anschlag einschiebe
43、nmit eingesetztem Bolzen und Keramikring prfen Hub, berstand nach Richtwerttabelle, Zentrierung der Keramikringaufnahme prfenSchweistromquelle Einschalten und vorwhlen Stromstrke, Schweizeit (Ladespannung, Kapazi-tt)Bei Schutzgas Flaschendruck, Gasmenge, Vorstrmzeit zur Sp-lungKabel Anschlsse, Polun
44、g (Minuspol am Bolzen, Ausnah-men mglich)Bolzenzufhrung Druckluft ein, Transportschluche, Einschukammer und Bolzenhalter prfenFunktionsablauf Je nach Gertetyp Funktionsablauf prfenKabel- und Steckvorrich-tungenBesonders Anschlu- und bergangsstellen Auf ausreichenden Querschnitt und unbeschdigte Isol
45、ation prfenBeschdigte Kabel nicht verwenden (Gefahr starker Lichtbgen)Werkstck Masseklemmen Schmorstellen abschleifen, fest anklemmenOberflche Feste Verbindung aller Strombergangsstellen sicherstellenOberflche blank machen (Rost, Zunder, Farbe, Feuchtigkeit entfernen), wenn nicht mglich, Probe-schwe
46、iungen durchfhren und Parameter anpassenProbeschweiung Sichtprfung, Biegeprfung, bei Bedarf Parameter verndernAussehen Ursache AbhilfeBolzen ist unvollstndig ein-getauchtSchmelzbad zu kleinBolzenbewegung behindertStrom und/oder Zeit erhhenberstand vergrernHub zu kleinReibungseinflsse beseitigenB9749
47、08A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 7 zu DVS 0904Tabelle 3. Fortsetzung.7.2 BiegeprfungDie Biegeprfung kann mit einem Hammer oder einem aufge-steckten Rohr durchgefhrt werden. Bei Hubzndung soll ein
48、Biegewinkel von 60, bei Spitzenzndung von 30 ohne Anri inder Schweizone oder in der WEZ erreicht werden. VerdchtigeWulstbereiche (zum Beispiel wenn Blaswirkung aufgetreten ist)sollen in die Zugzone gelegt werden. Tritt ein Anri oder Bruchein, ist die Bruchflche hinsichtlich der Versagensursache zu un-tersuchen, Tabelle 4:Tabelle 4. Fehlerbeurteilung bei der Biegeprfung.Bei Bolzenschweiungen mit definierter Kraftbertragung wer-den weitere Prfungen gefordert. Dazu gehren:7.3 Zugprfung7.3.1 Normale Zugprfun
