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Welche Brenngase kommen bei der Autogentechnik in Frage?
Wie entsteht die Prozessenergie ?
Als Brenngase kommen C2H2, Leuchtgas, H2, C3H8 und Erdgas in Frage, wobei C3H8 den größten Heizwert besitzt. Die höchste Flammleistung als Produkt aus Heizwert und Zündgeschwindigkeit wird jedoch mit C2H2 erzielt.
Prozessenergie wird in einer exothermen chemischen Reaktion zwischen Sauerstoff und einem brennbaren Gas gewonnen
Skizziere einen Acetylen-Entwickler und beschreibe dessen Reaktionsgleichung
durch die exotherme Umsetzung von Kalziumkarbid mit Wasser
durch die Reaktion von Kalk mit Kohle im Lichtbogenofen.
Beschreiben Sie die Eigenschaften von Acetylen und wie dessen Speicherung wirtschaftlich optimiert werden kann!
C2H2 neigt bereits bei einem Druck von 0,2 MPa zum Zerfall. Wirtschaftliche Mengen lassen sich dennoch speichern, wenn C2H2 in Aceton gelöst wird (1 l Aceton löst ca. 24 l C2H2 bei 0,1 MPa). Aceton zerfällt bei mehr als 1,8 MPa, so dass bei einem Fülldruck von 1,5 MPa in einer Normalflasche (40 l) 6 m³ C2H2 gespeichert werden können. Zum Gasaustausch (Speicherung und Entnahme bis 700 l/h) ist eine große Oberfläche notwendig, weshalb die Gasflaschen mit einer porösen Masse (Kieselgur) gefüllt sind. Der Gasverbrauch beim Schweißen kann aus der Gewichtsreduktion der Gasflasche errechnet werden.
Wie wird Sauerstoff gewonnen? Skizziere und beschrifte diesen Aufbau
Sauerstoff wird durch fraktionierte Destillation von flüssiger Luft gewonnen und in Flaschen mit einem Fülldruck von bis zu 20 MPa (200 bar) gespeichert. Bei großem Sauerstoffverbrauch ist eine Lagerung in flüssiger Form und Kaltvergasung wirtschaftlicher.
Skizziere den Aufbau und benenne die Komponenten zur Speicherung von Sauerstoff! Nenne die Eigenschaften
Die Normalflasche (40 l) enthält bei einem Fülldruck von 15 MPa 6 m³ O2 (in drucklosem Zustand). Außerdem sind Flaschen mit 10 und 20 l Inhalt (15 MPa) sowie 50 l bei 20 MPa gebräuchlich. Der Gasverbrauch lässt sich aus der Druckdifferenz mit Hilfe der allgemeinen Gasgleichung ermitteln.
Nenne die Gasflaschen-Kennzeichnung nach DIN EN 1089
Um Verwechslungen auszuschließen sind die Gasflaschen farblich gekennzeichnet. Das Bild zeigt eine Übersicht über die alte und die nach DIN EN 1089 gültige Farbcodierung. Auch die Flaschenventile sind unterschiedlich ausgeführt. Bei Sauerstoffflaschen erfolgt der Anschluss mittels Überwurfmutter mit Rechtsgewinde. Acetylen-Flaschenventile verfügen über einen Bügelanschluss. Die Flaschenventile für sonstige Brenngase sind mit einem Linksgewindeanschluss mit Umlaufkerbe versehen.
Beschreibe und skizziere einen einstufigen Druckminderer
Druckminderer reduzieren den Flaschendruck auf den gewünsch-ten Arbeitsdruck. Bei geringem Flaschendruck (z.B. Acetylen-flasche) und geringen Druckschwankungen werden einstufige, bei hohen Flaschendrücken in der Regel zweistufige Druckminderer eingesetzt. Mit der Einstellschraube wird jeweils der gewünschte Druck eingestellt. Steigt der Druck auf der Niederdruckseite an, schließt sich das Drosselventil infolge der erhöhten Druckkräfte auf die Membran wieder.
Beschreibe, Skizziere und Beschrifte den Aufbau des Schweißbrenners (Injektorbrenner)
Der Injektorbrenner besteht aus Griffstück mit Ventilen und Schweißeinsatz mit Schweißdüse. Zum Verschweißen unter-schiedlicher Blechdicken kann durch die Auswahl geeigneter Schweißeinsätze die Flammleistung angepasst werden.
Skizziere, beschreibe und beschrifte den Injektorbereich des Schweißbrenners
Wodurch Sicherheit gegen Flammrückschlag gewährleistet?
Durch die besondere Ausformung des Injektorbereichs ist eine größtmögliche Sicherheit gegen Flammrückschlag gewährleistet. Der mit hoher Strömungsgeschwindigkeit austreten-de O2 erzeugt in der Brenngasleitung einen Unterdruck, so dass C2H2 angesaugt und mitgerissen wird. C2H2 kann daher mit sehr geringem Druck von 0,02 bis 0,05 MPa gegenüber O2 (0,2 bis 0,3 MPa) angeboten werden.
Skizziere die Temperaturverteilung in der Schweißflamme
Welche Zonen der chemischen Reaktionen können unterschieden werden? Nenne die Teil und Gesamtreaktion
Durch Änderung des Mischungsverhältnisses von Volumenteilen O2:C2H2 kann das Schweißbad gezielt beeinflusst werden. Bei neutraler Flamme entspricht das Mischungsverhältnis O2:C2H2 = 1:1. Eine Sauerstoffüberschussflamme kann infolge höherer Flammtemperatur ein schnelleres Schweißen von Stahl ermöglichen, es besteht jedoch die Gefahr des Verbrennens (Brennschneiden). Einsatzbereich: Messing
Eine Acetylenüberschussflamme verursacht ein Aufkohlen von Stahlwerkstoffen. Einsatzbereich: Gusseisen
BEschreibe die Abhängigkeit der Schweißflamme von der Anströmgeschwindigkeit?
Warum macht man diese Einstellung? Welche Arten von Flammen werden unterschieden und wofür werden diese eingesetzt?
Durch Änderung der Ausströmgeschwindigkeit des Gasgemisches kann die Flamme dem Wärmebedarf der Schweißaufgabe angepasst werden,
z.B. beim Schweißen von 2 bis 4 mm dicken Blechen mit dem Schweißeinsatz Größe 3: "2 bis 4 mm".
Die Ausströmgeschwindigkeit des Gasgemisches beträgt bei mittlerer bzw. normaler Flamme 100 bis 130 m/s - im Beispiel für das 3 mm Blech. Bei weicher Flamme ist die Gasaustritts-geschwindigkeit geringer (80 bis 100 m/s) für das 2 mm Blech, bei harter Flamme höher (130 bis 160 m/s) für das 4 mm Blech.
Nachrechtsschweißen wird über 3mm Blechdicke angewendet. Der Draht kreist, der Brenner bleibt ruhig.
Vorteile: - Schweißbad und Schweißöse sind gut zu überblicken - gute Durchschweißung - Bad und abschmelzender Schweißstab sind ständig durch die Flamme vor der Luft geschützt - schmalere Schweißraupe - geringerer Gasverbrauch
Beschreiben SIe die beiden Verfahren "Nachlinks" und "Nachrechtsschweißen"
Je nach Blechdicke werden die Arbeitstechniken „Nachlinksschweißen“ und „Nachrechtsschweißen“ angewandt. Maßgebend sind für die Bezeichnung der Arbeitsart die Reihenfolge von Flamme und Schweißstab und die Führung von Flamme und Schweißstab. Die Schweißrichtung ist an sich ohne Bedeutung. Beim Nachlinksschweißen ist die Flamme auf die offene Fuge gerichtet und "benetzt" das Schmelzbad; die Wärmezufuhr zum Schmelzbad kann durch geringe Brennerbewegung gut kontrolliert werden (s =< 3 mm). Beim Nachrechtsschweißen ist die Flamme auf das Schmelzbad gerichtet; es bildet sich eine Schweißöse (s >= 3 mm).
Nennen und Zeichnen Sie die verschiedenen Fugenformen zum Gasschweißen samt Symbol
Stumpfnähte in Wannenposition Kehlnähte in Wannenposition Kehlnähte in Horizontalposition Kehlnähte und Stumpfnähte In senkrechter Lage (Steigposition), (Fallposition) waagerecht an senkrechter Wand (Querposition) Überkopfposition HorizontalÜberkopfposition
Autogentechnik: ALLE (Durch die gezielte Wärmeeinbringung mit den unterschiedlichen Schweißtechniken)
Welches ist das flexibelsten Schweißverfahren bezgl. der vewendbaren Positionen?
Das Gasschmelzschweißen kann in jeder Schweißposition eingesetzt werden.
Einteilung der Schweißpositionen nach DIN EN ISO 6947
Was ist zur Sicherheit bei Schweiß- und Schneidarbeiten In Behältern und engen Räumen zu beachten?
Gefahren durch Gase, Rauche, Dämpfe, explosive Gemische, elektrischen Strom
Schutzmaßnahmen: 5. Bei Arbeitsunterbrechungen Geräte aus dem Behälter 4. Beleuchtung und elektrische Maschinen max. 42 Volt 3. Zweiter Mann als Sicherheitsposten 2. Absaugung, Be- und Entlüftung 1. Fordern eines Erlaubnisscheines zum Befahren (s. Beispiel)
In Behältern und engen Räumen muss der Schweißer (und andere Anwesende!) gegen die Schweißwärme, die beim Schweißen entstehenden Gase und Sauerstoffmangel (1,5 Vol.% O2 pro Vol.% C2H2 werden der Umgebungsluft entnommen!) geschützt werden. Ungeeignet ist die Zufuhr von reinem Sauerstoff (Explosionsgefahr!).
Was ist Flammrichten?
Eine Sonderform der Autogentechnik ist das Flammrichten, wobei durch gezielte örtliche Erwärmung Werkstücke gerichtet werden können. Das Flammrichten erfordert sehr viel Erfahrung. Das Grundprinzip des Flammrichtens beruht auf einer örtlichen Erwärmung in Verbindung mit einer Dehnungsbehinderung. Dieser Vorgang bewirkt ein Aufstauchen der erwärmten Zone. Beim Abkühlen entstehen in der gestauchten Zone Schrumpfkräfte, die zu der gewünschten Formänderung führen.