Moin,
Ich habe eine Welle aus einem Vergütungsstahl (42CrMo4). Diese ist geschmiedet und Vergütet. Sie wird auf Torsion belastet, und stellt dabei ob ihrem geringen Durchmesser sicher bedingt eine Torsionsfeder dar.
Nun würde ob einem Fügeverfahren (Pressreibschweißen) ein kleines Stück dieser Welle kurzzeitig auf etwa 1000° erhitzt und schnell wieder abgekühlt. Die Erwärmung ist absolut Symetrisch über den Querschnitt verteilt (Es werden stumpf zwei grade Enden miteinander verschweißt) und es entsteht bei dem Schmidevorgang ein Feinkorngefüge.
Was aber sicher passieren wird, ist dass die Welle an der Fügestelle aufhärtet. Auf die Gesamtelastizität der Welle wird das keinen großen Einfluss haben, da der Bereich nur sehr kurz im Vergleich zur Gesamtlänge der Welle ist.
Nun, was bedeutet diese Aufhärtung für die Haltbarkeit der Welle?
- Die Härte und damit die Verformung/Kraft wird zunehmen.
- Die Bruchdehnung wird abnehmen.
Wie verhalten sich solche Dinge? Nimmt die Härte in dem Maß zu, wie die Bruchdehnung abnimmt, oder laufen diese Kurven stark auseinander?
Wie ist das Voodoo mit den Spannungen? Durch die absolut rotationssymmetrische Erwärmung würden Alle Prozesse auf jeden Fall symetrisch ablaufen, was mit Hoffnung macht.
MlG,
Felix
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Höhere Härte, geringere Dehnung, geringere Elastizität, das ist klar. Warum muss die Welle schnell abkühlen?
Zuletzt geändert von 1017A am 2007-11-07 11:54:16, insgesamt 1-mal geändert.
Wer reist, der rostet nicht
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Ulf H
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Wenn das das Teil ist, was ich vermute, so müßte dieses gegenüber dem Originalteil eh massivst überdimentioniert sein. So sollte auch ein evtl. eingetretener Festigkeitsverlust überkompensiert werden.
Gruß Ulf
Gruß Ulf
Ein Problem, welches mit Bordmitteln zu beheben ist, ist keines !!!
Hanomag, der mit dem vollnussigen Kaltlaufsound !!
Sisu (finnisch) die positivste Umschreibung für Dickschädel.
Da ist man ständig dran die Karren zu verbessern, schlechter werden sie ganz von alleine.
Magirus-Deutz 170D11FA ... Bild in Cinemascope extrabreit, Sound in 6-kanal Dolby 8.5 ...
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Hallo,
Warum die Welle schnell abkühlen muss? Na ja, muss sie nicht, wird sie aber. Bei Reibschweißen werden zwei 50mm Wellenstummel voreinander gerieben, dabei erhitzen sie sich in Sekundenschnelle auf etwa 1000°C, dann werden die Teile durch druck verschmiedet und die Geschichte bremst. Da Stahl kein so toller Wärmeleiter ist, werden nur wenige mm der Materiallänge erhitzt, und diese "dünne Scheibe" wird schon Ruckzuck abkühlen, da ja ohne Ende kaltes Material rundherum ist.
Komplett erwärmen und langsam abkühlen lassen ist nicht, weil mir das der Vergütung des Verzahnungen zerstört (Neben allem anderen Spektakel).
Mir ging es eher darum, ob die Geschichte bei Moment X abreißt oder nicht. Also ob Härtezunahme und Abnahme der Bruchdehnung etwa die Waage halten, oder ob es dann nette sehr viel unstabiler wird.
MlG,
Felix
P.S: @Ulf: Ich mache es so wie so, das Ding wird schon halten. Es stellt sich nur die Frage, ob eine Nachvergütung sinnvoll wäre, oder nur unnötiger Aufwand...
Warum die Welle schnell abkühlen muss? Na ja, muss sie nicht, wird sie aber. Bei Reibschweißen werden zwei 50mm Wellenstummel voreinander gerieben, dabei erhitzen sie sich in Sekundenschnelle auf etwa 1000°C, dann werden die Teile durch druck verschmiedet und die Geschichte bremst. Da Stahl kein so toller Wärmeleiter ist, werden nur wenige mm der Materiallänge erhitzt, und diese "dünne Scheibe" wird schon Ruckzuck abkühlen, da ja ohne Ende kaltes Material rundherum ist.
Komplett erwärmen und langsam abkühlen lassen ist nicht, weil mir das der Vergütung des Verzahnungen zerstört (Neben allem anderen Spektakel).
Mir ging es eher darum, ob die Geschichte bei Moment X abreißt oder nicht. Also ob Härtezunahme und Abnahme der Bruchdehnung etwa die Waage halten, oder ob es dann nette sehr viel unstabiler wird.
MlG,
Felix
P.S: @Ulf: Ich mache es so wie so, das Ding wird schon halten. Es stellt sich nur die Frage, ob eine Nachvergütung sinnvoll wäre, oder nur unnötiger Aufwand...
Zuletzt geändert von felix am 2007-11-07 19:50:35, insgesamt 1-mal geändert.
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Filly
Ein vergütetes Bauteil ist hart aber trotzdem zäh. Die Schweißstelle wird in erster Linie hart sein, aber nicht zäh.
Je nach den auftretenden Belastungen, kann die Welle an dieser Stelle dann brechen. Sprich bei schlagartigen Belastungen oder Wechselbelastung.
Die höhere Härte der Schweißstelle kann das Fehlen der Zähigkeit unter Umständen nicht ausgleichen oder zumindest auf Dauer nicht.
Beispiel: Es gibt Anwendungsfälle, wo hochfeste 10.9 oder 12.9 Schrauben brechen, dagegen hält eine "weiche" 6.4 Schraube hervorragend. So einen Fall hab ich schon mal mitbekommen als es um die Schraube ging, die einen Anlasser in Position hält. Beim Losbrechen des Motors durch den Anlasser trat eine Belastung auf, die hochfeste Schrauben brechen ließ. Die weichere dagegen konnte nachgeben.
Eine pauschale Antwort ob die Schweißstelle nun bricht oder nicht wirst du nicht bekommen. Wenn sich die Schweißung nicht vermeiden lässt, dann kommt es halt auf einen Versuch an.
Christoph
Je nach den auftretenden Belastungen, kann die Welle an dieser Stelle dann brechen. Sprich bei schlagartigen Belastungen oder Wechselbelastung.
Die höhere Härte der Schweißstelle kann das Fehlen der Zähigkeit unter Umständen nicht ausgleichen oder zumindest auf Dauer nicht.
Beispiel: Es gibt Anwendungsfälle, wo hochfeste 10.9 oder 12.9 Schrauben brechen, dagegen hält eine "weiche" 6.4 Schraube hervorragend. So einen Fall hab ich schon mal mitbekommen als es um die Schraube ging, die einen Anlasser in Position hält. Beim Losbrechen des Motors durch den Anlasser trat eine Belastung auf, die hochfeste Schrauben brechen ließ. Die weichere dagegen konnte nachgeben.
Eine pauschale Antwort ob die Schweißstelle nun bricht oder nicht wirst du nicht bekommen. Wenn sich die Schweißung nicht vermeiden lässt, dann kommt es halt auf einen Versuch an.
Christoph
Hallo Filly,
klar, die komplett durchgehärtete Welle würde von jetzt auf gleich brechen. Die höhere Härte nimmt ihr im Ganzen die Elastizität, sie kann Drehmomentstöße nicht mehr Abfedern und splittert wie Glas.
Das wäre ja das Schraubenszenario. Besonders Toll sind da Leute, die anfangen Edelstahschrauben zu verwenden...
Hier ändert sich jedoch nicht die Eigenschaft des Gesamtbauteils, sondern nur die eines sehr kleinen Bereichs. Auf wenigen mm der Länge wird sie nachher torsionssteif sein, der Rest der Welle behält jedoch seine originale Vergütung bei und bleibt zäh und hart.
MlG,
Felix
klar, die komplett durchgehärtete Welle würde von jetzt auf gleich brechen. Die höhere Härte nimmt ihr im Ganzen die Elastizität, sie kann Drehmomentstöße nicht mehr Abfedern und splittert wie Glas.
Das wäre ja das Schraubenszenario. Besonders Toll sind da Leute, die anfangen Edelstahschrauben zu verwenden...
Hier ändert sich jedoch nicht die Eigenschaft des Gesamtbauteils, sondern nur die eines sehr kleinen Bereichs. Auf wenigen mm der Länge wird sie nachher torsionssteif sein, der Rest der Welle behält jedoch seine originale Vergütung bei und bleibt zäh und hart.
MlG,
Felix
Hallo Felix
Der Einfluss der Umwandlungstemperatur auf die Gefügeausbildung wird durch das Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild dargestellt (ZTU-Schaubild, englisch: Time-Temperature-Transformation-Diagram -> TTT-Diagram). Wird der Werkstoff bei konstanter Temperatur umgewandelt, zeigt ein isothermes ZTU-Schaubild die dabei ablaufenden Gefügeumwandlungen.
Bei den meisten technischen Wärmebehandlungen, wie z.B. beim Härten, wird der Stahl jedoch unmittelbar aus dem Austenitgebiet auf (nahezu) Raumtemperatur abgeschreckt.
Die Austenitumwandlung erfolgt dabei nicht isotherm, sondern
kontinuierlich in dem durchlaufenen Temperaturbereich. Zur Beschreibung der Umwandlungsvorgänge bei kontinuierlicher Abkühlung sind ZTU-Diagramme für kontinuierliche Abkühlung notwendig. Hierfür wird bei einer konstanten Abkühlungsgeschwindigkeit Beginn und Ende der Umwandlung durch Messung von physikalischen Größen wie Länge, Volumen, elektrischer Widerstand, Wärmeinhalt, magnetische Permeabilität und durch metallographische Untersuchungen ermittelt.
Auf Arbeit haben wir für den 42CrMo4 ein kont. ZTU Schaubild. Wenn du das dann hast weisst du was genau passiert bei welcher Abkühlgeschwindigkeit.
Werde das morgen mal mitbringen.
Gruss Holger
Der Einfluss der Umwandlungstemperatur auf die Gefügeausbildung wird durch das Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild dargestellt (ZTU-Schaubild, englisch: Time-Temperature-Transformation-Diagram -> TTT-Diagram). Wird der Werkstoff bei konstanter Temperatur umgewandelt, zeigt ein isothermes ZTU-Schaubild die dabei ablaufenden Gefügeumwandlungen.
Bei den meisten technischen Wärmebehandlungen, wie z.B. beim Härten, wird der Stahl jedoch unmittelbar aus dem Austenitgebiet auf (nahezu) Raumtemperatur abgeschreckt.
Die Austenitumwandlung erfolgt dabei nicht isotherm, sondern
kontinuierlich in dem durchlaufenen Temperaturbereich. Zur Beschreibung der Umwandlungsvorgänge bei kontinuierlicher Abkühlung sind ZTU-Diagramme für kontinuierliche Abkühlung notwendig. Hierfür wird bei einer konstanten Abkühlungsgeschwindigkeit Beginn und Ende der Umwandlung durch Messung von physikalischen Größen wie Länge, Volumen, elektrischer Widerstand, Wärmeinhalt, magnetische Permeabilität und durch metallographische Untersuchungen ermittelt.
Auf Arbeit haben wir für den 42CrMo4 ein kont. ZTU Schaubild. Wenn du das dann hast weisst du was genau passiert bei welcher Abkühlgeschwindigkeit.
Werde das morgen mal mitbringen.
Gruss Holger
Noch was zum abreissen der Welle. Beim Reibschweissen wird immer eine Wulst entstehen und das ist einer der grossen Vorteile dieses Verfahrens. Die Welle wird an der Schweissstelle durch den Querschnittszuwachs mit Sicherheit nicht abscheren sondern an irgend einer anderen Stelle bei Überlastung.
Gruss Holger
Gruss Holger
Hallo Holger,
stellt sich nur noch die spannende Frage, wie schnell die Geschichte abkühlt. Der Schweißer meint er wollte erstmal einen Versuch durchführen, wie weit das Material an der Stelle überhaupt aufpilzt und welchen Verlust in der Länge man hat.
Ich habe bisher übrigens immer gesehen, dass die Wulst nach dem Schweißen abgedreht wird, um die Kerbwirkung zu verringern. Aber eventuell lässt sich das auch schön rundlich drehen so dass aber immer noch einige mm stehen bleiben.
Also ich stelle mir das entstehende Ergebnis etwas wie Reifen-Felge-Feder vor:
Die originale, zäh-harte Welle würde ich übertrieben als Torsionsfeder vorstellen. Kommt bei einer Schwingung ein Impuls angerappelt, so durchläuft er die "Federwelle", wobei die Verformung der Welle die Spitze des Impulses immer weiter abflacht, der Impuls ist also hinterher flacher und breiter. So schützt die Welle schön Dinge wie Zahnräder, welche hohe Torsionsmasse haben und sich nicht erwähnenswert verformen können.
Die geschweißte Welle hat nun irgendwo eine harte Zone. Der Impuls kommt wieder an, wird von der weichen Welle "abgeschliffen", am harten Bereich wird er unverändert weitergereicht, und dahinter geht es weich weiter. Im aufgehärteten Bereich wird der Impuls nicht weiter abgestumpft, es muss also die Torsionsmasse des Stücks ungedämpft beschleunigt werden. Da diese bei 5cm Durchmesser nun aber denkbar gering ist, wird das nicht ins Gewicht fallen.
Ich stelle mir das halt wie Reifen, Felge, Feder vor. Ein Schlag wird vom reifen gedämpft, die Felge kann sich nicht verformen und muss daher den so weiterreichen und dafür ihre Trägen Massen beschleunigen. Danach kommt die Fahrzeugfeder und Schluckt jeden Impuls bis das sie durchschlägt.
Ist die Masse der Felge zu vernachlässigen (Wie bei mir die geringe Torsionsmasse), so treten auch an der Felge nur zu vernachlässigend größere Kräfte auf als an der FZ-Feder.
Aus der Betrachtung halte ich es für Sinnreich, die Schweißstelle genau in der Mitte der Welle zu palatzieren, um zu den Torsionsmassen auf beiden Seiten der Welle maximale "Federung" zu erhalten.
Nun denn, gehen wir davon aus, dass die Welle ihr Funktionsmoment von 10kNm verträgt, danach schert sie ab. Wenn nun die gehärtete Stelle auch 10kNm verträgt, ohne abzuscheren (Größere Härte dafür geringere Bruchdehnung), dann müsst ja alles in Butter sein, bzw. größere Momente als 10kNm (+ ganz wenig {sagen wir mal 100Nm} wegen der "harten" Masse) werden nie aftreten, da vorher die originale Welle irgendwo reißt. Die Gesamtbelastung für die Welle steigt nicht wahrnehmbar, da ja die Elastizität nur auf etwa 10mm von 700mm steifer ist.
Spannungsspitzen im Material können m.M. nach nicht entstehen, da der Vorgang Radial völlig Symmetrisch über den Querschnitt ist. (Die Dinger rotieren ja, man bekommt eine perfekt gleichmäßige Erwärmung) Auch die Abkühlung ist nahzu perfekt, es kühlt ja das kalte Material der Wellen. Dass sich die Welle im Ganzen etwas ausdehnt und wieder zusammenzieht ist dabei ja wumpe, axial kann sie sich ja ausdehnen und wieder zusammenziehen wie sie will.
Dann noch das Feinkorngefüge und sauber glatt/rundgedreht, damit es keine Kerbwirkung gibt...
Wenn einem noch langweilig ist, dann kann man die Oberfläche der Welle schleifen und polieren. Das Verbessert die Eigenschaften zum Original. Korrosion wird bei Teilen, die in Öl laufen nicht vorkommen.
MlG,
Felix
stellt sich nur noch die spannende Frage, wie schnell die Geschichte abkühlt. Der Schweißer meint er wollte erstmal einen Versuch durchführen, wie weit das Material an der Stelle überhaupt aufpilzt und welchen Verlust in der Länge man hat.
Ich habe bisher übrigens immer gesehen, dass die Wulst nach dem Schweißen abgedreht wird, um die Kerbwirkung zu verringern. Aber eventuell lässt sich das auch schön rundlich drehen so dass aber immer noch einige mm stehen bleiben.
Also ich stelle mir das entstehende Ergebnis etwas wie Reifen-Felge-Feder vor:
Die originale, zäh-harte Welle würde ich übertrieben als Torsionsfeder vorstellen. Kommt bei einer Schwingung ein Impuls angerappelt, so durchläuft er die "Federwelle", wobei die Verformung der Welle die Spitze des Impulses immer weiter abflacht, der Impuls ist also hinterher flacher und breiter. So schützt die Welle schön Dinge wie Zahnräder, welche hohe Torsionsmasse haben und sich nicht erwähnenswert verformen können.
Die geschweißte Welle hat nun irgendwo eine harte Zone. Der Impuls kommt wieder an, wird von der weichen Welle "abgeschliffen", am harten Bereich wird er unverändert weitergereicht, und dahinter geht es weich weiter. Im aufgehärteten Bereich wird der Impuls nicht weiter abgestumpft, es muss also die Torsionsmasse des Stücks ungedämpft beschleunigt werden. Da diese bei 5cm Durchmesser nun aber denkbar gering ist, wird das nicht ins Gewicht fallen.
Ich stelle mir das halt wie Reifen, Felge, Feder vor. Ein Schlag wird vom reifen gedämpft, die Felge kann sich nicht verformen und muss daher den so weiterreichen und dafür ihre Trägen Massen beschleunigen. Danach kommt die Fahrzeugfeder und Schluckt jeden Impuls bis das sie durchschlägt.
Ist die Masse der Felge zu vernachlässigen (Wie bei mir die geringe Torsionsmasse), so treten auch an der Felge nur zu vernachlässigend größere Kräfte auf als an der FZ-Feder.
Aus der Betrachtung halte ich es für Sinnreich, die Schweißstelle genau in der Mitte der Welle zu palatzieren, um zu den Torsionsmassen auf beiden Seiten der Welle maximale "Federung" zu erhalten.
Nun denn, gehen wir davon aus, dass die Welle ihr Funktionsmoment von 10kNm verträgt, danach schert sie ab. Wenn nun die gehärtete Stelle auch 10kNm verträgt, ohne abzuscheren (Größere Härte dafür geringere Bruchdehnung), dann müsst ja alles in Butter sein, bzw. größere Momente als 10kNm (+ ganz wenig {sagen wir mal 100Nm} wegen der "harten" Masse) werden nie aftreten, da vorher die originale Welle irgendwo reißt. Die Gesamtbelastung für die Welle steigt nicht wahrnehmbar, da ja die Elastizität nur auf etwa 10mm von 700mm steifer ist.
Spannungsspitzen im Material können m.M. nach nicht entstehen, da der Vorgang Radial völlig Symmetrisch über den Querschnitt ist. (Die Dinger rotieren ja, man bekommt eine perfekt gleichmäßige Erwärmung) Auch die Abkühlung ist nahzu perfekt, es kühlt ja das kalte Material der Wellen. Dass sich die Welle im Ganzen etwas ausdehnt und wieder zusammenzieht ist dabei ja wumpe, axial kann sie sich ja ausdehnen und wieder zusammenziehen wie sie will.
Dann noch das Feinkorngefüge und sauber glatt/rundgedreht, damit es keine Kerbwirkung gibt...
Wenn einem noch langweilig ist, dann kann man die Oberfläche der Welle schleifen und polieren. Das Verbessert die Eigenschaften zum Original. Korrosion wird bei Teilen, die in Öl laufen nicht vorkommen.
MlG,
Felix
Zuletzt geändert von felix am 2007-11-07 22:53:11, insgesamt 1-mal geändert.
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Filly
Hier kommt mein Schrauben-Ansatz ins Spiel. Es geht nicht um die Länge des harten Stücks sondern darum, daß dieses trotzdem das volle Moment übertragen muß. Die Schwingungen werden zwar vorgedämpft, sind aber trotzdem vorhanden und müssen dann vom harten Stück auf das darauffolgende Wellenstück übergeben werden. Da sehe ich die Gefahr des Brechens.felix hat geschrieben:Im aufgehärteten Bereich wird der Impuls nicht weiter abgestumpft, es muss also die Torsionsmasse des Stücks ungedämpft beschleunigt werden. Da diese bei 5cm Durchmesser nun aber denkbar gering ist, wird das nicht ins Gewicht fallen.
Es handelt sich ja sozusagen um eine starre Kupplung zwischen 2 Wellen.
Zum Vergleich mit Reifen - Felge - Feder: Pirx hatte schon mal einen Felgenbruch, obwohl das Auto nicht überladen war und es keine Mefro-Felge war.
Ich weiß immer noch nicht, um was für eine Welle es sich in diesem Fall handelt, aber ich gebe zu bedenken: Ein Zulieferer meiner Firma beschäftigt sich grad damit, warum eine armdicke Welle bei einem 30 kW Motor einfach abgebrochen ist. Und neulich hats eine Antriebskette zerlegt, die mit 12facher Sicherheit gerechnet war. Also daß mir niemand sagt, ein Bauteil sei mehr als ausreichend dimensioniert
Christoph
keine Ahnung was Felix bauen will,
denkbar wäre sowas bei vorderen Steckachsen um ne Sperre Nachzurüsten - und sicher viel robuster als das "einfache" zusammengebrate, was der Trial Jupiter z.b. da hat - und das hält auch erstaunlich viel aus...
Gruss
Kami
denkbar wäre sowas bei vorderen Steckachsen um ne Sperre Nachzurüsten - und sicher viel robuster als das "einfache" zusammengebrate, was der Trial Jupiter z.b. da hat - und das hält auch erstaunlich viel aus...
Gruss
Kami
Zuletzt geändert von Kami am 2007-11-07 23:30:19, insgesamt 1-mal geändert.
Wer in keinster weise etwas verrückt ist und deshalb denkt er wäre normal, der irrt.
moin.....
also ich habe an der uni(Maschbau,werkstoff) nicht einen schadensfall gesehen,wo an der press-schweiss-stelle ein Bruch stattfand,sondern immer drüber oder drunter!
eigentlich wird das ja als allheilmittel angesehen,bei schwierigen verbindungen....
ventile und ventilteller werden so verbunden,und wenn mir mal ein venttil gebrochen ist ,dann garantiert nicht an der Pressstelle...
Wenn ich felix richtig verstanden habe,dann braucht er sich keine sorgen zu machen....
gruss,Kasi....
p.s.: Ich mache mir da ums abscheren keine sorgen,vielmehr um das dauerbruchverhalten....
UND wenn ich mich richtig erinnere,dann waren die reibschweissnähte nur durch gefügeunterschiede sichtbar...die brüche lagen jedoch immer drüber oder unter der naht....da kam es irgendwie durch sensilibisierung zum wachstum von chromkabiden an den korngrenzen....
naja...es darf hat nicht zu lange tzu warm sein... also,die welle nicht als auslassventil verwenden,ja???
also ich habe an der uni(Maschbau,werkstoff) nicht einen schadensfall gesehen,wo an der press-schweiss-stelle ein Bruch stattfand,sondern immer drüber oder drunter!
eigentlich wird das ja als allheilmittel angesehen,bei schwierigen verbindungen....
ventile und ventilteller werden so verbunden,und wenn mir mal ein venttil gebrochen ist ,dann garantiert nicht an der Pressstelle...
Wenn ich felix richtig verstanden habe,dann braucht er sich keine sorgen zu machen....
gruss,Kasi....
p.s.: Ich mache mir da ums abscheren keine sorgen,vielmehr um das dauerbruchverhalten....
UND wenn ich mich richtig erinnere,dann waren die reibschweissnähte nur durch gefügeunterschiede sichtbar...die brüche lagen jedoch immer drüber oder unter der naht....da kam es irgendwie durch sensilibisierung zum wachstum von chromkabiden an den korngrenzen....
naja...es darf hat nicht zu lange tzu warm sein... also,die welle nicht als auslassventil verwenden,ja???
Hallo Felix,
was King Kasi schreibt, ist i.d.R. die Bruchstelle.
Im Fachdeutsch: Wärmeeinflußzone
Da muß die Dauerfestigkeit gewährleistet sein.
Da es aber fast unmöglich ist, ohne WEZ auszukommen,
(Ausnahme Laserschweißung) bietet sich eine Wärmebehandlung
und Vergütung im Anschluß an die Reibschweißung an.
Also wäre der Verfahrensablauf:
- Wellen trennen
- Wellenstummel per Reibschweißung verbinden
- Wulst abdrehen
- Erhitzen der Welle (Normalglühen)
- Abschrecken der Welle
- Anlassen der Welle
...
was King Kasi schreibt, ist i.d.R. die Bruchstelle.
Im Fachdeutsch: Wärmeeinflußzone
Da muß die Dauerfestigkeit gewährleistet sein.
Da es aber fast unmöglich ist, ohne WEZ auszukommen,
(Ausnahme Laserschweißung) bietet sich eine Wärmebehandlung
und Vergütung im Anschluß an die Reibschweißung an.
Also wäre der Verfahrensablauf:
- Wellen trennen
- Wellenstummel per Reibschweißung verbinden
- Wulst abdrehen
- Erhitzen der Welle (Normalglühen)
- Abschrecken der Welle
- Anlassen der Welle
...
Offizielles Mitglied der Jupiterhilfe e.V.i.G & VEFK bis 110 kV
Moin Andreas,
nein, das ist je das tolle bei den Bruchproben beim Reibschweißen: Das Material bricht 5 oder 10cm von der Schweißstelle entfehrnt.
Durch den Schmiedevorgang gibt es keine negative Gefügebeeinflussung an der Wärmeeinflusszone. Das ist nicht Schmelzschweißen, sondern Schmieden.
MlG,
Felix
nein, das ist je das tolle bei den Bruchproben beim Reibschweißen: Das Material bricht 5 oder 10cm von der Schweißstelle entfehrnt.
Durch den Schmiedevorgang gibt es keine negative Gefügebeeinflussung an der Wärmeeinflusszone. Das ist nicht Schmelzschweißen, sondern Schmieden.
MlG,
Felix
-
Ulf H
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- Wohnort: Luleå, Norrbotten, Schweden
Was passiert eigentlich bei Reibeschweißen im Zentrum der Welle ?? Dort ergibt sich doch kaum Retativgeschwindigkeit und damit auch kaum Wärme, oder reicht die von weiter außen nachströmende Wärme aus, um auch im Zentrum eine Aufschmelzung zu bewirken ?
Gruß Ulf
Gruß Ulf
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Sisu (finnisch) die positivste Umschreibung für Dickschädel.
Da ist man ständig dran die Karren zu verbessern, schlechter werden sie ganz von alleine.
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Hanomag, der mit dem vollnussigen Kaltlaufsound !!
Sisu (finnisch) die positivste Umschreibung für Dickschädel.
Da ist man ständig dran die Karren zu verbessern, schlechter werden sie ganz von alleine.
Magirus-Deutz 170D11FA ... Bild in Cinemascope extrabreit, Sound in 6-kanal Dolby 8.5 ...
Hallo Felix,
nö, das glaube ich nicht.
Vorteil des Reibschweißens: Materialhomogenität
Abgeschreckte und Angelassene Zonen müssen m.E.
wieder hergestellt werden.
Jede Art der Wärmebehandlung verändert das Gefüge in der
vergüteten Zone.
Da würde ich eine Reibschweißung mal gleichsetzen mit
einer RA-Schweißung.
Reibschweißen ohne WEZ ?
...
nö, das glaube ich nicht.
Vorteil des Reibschweißens: Materialhomogenität
Abgeschreckte und Angelassene Zonen müssen m.E.
wieder hergestellt werden.
Jede Art der Wärmebehandlung verändert das Gefüge in der
vergüteten Zone.
Da würde ich eine Reibschweißung mal gleichsetzen mit
einer RA-Schweißung.
Reibschweißen ohne WEZ ?
...
Offizielles Mitglied der Jupiterhilfe e.V.i.G & VEFK bis 110 kV
Nu denn,
ich habe für die "Ungläubigen" noch mal etwas recherchiert.
@Andreas: Hier sind Versuchsbilder. Die Dinger haben sicher nicht in der Wärmeeinflusszone nachgegeben:
http://www.aviatec.dk/Qualit%C3%A4t/Zug ... fault.aspx
Wer mehr über das Verfahren wissen möchte:
http://www.raiser.de/reibschweiss/reibschweiss.html
Bei diesem link ist vor allem bei Beispielen unter Maschinenbau das "Verschweißen fertig bearbeiteter Bauteile"
http://www.kms-weld.de/content/de/start.htm
http://www.kuka.de/kuka_sa/index.php?id ... tsch&pid=1
Ziemlich seriös stufe ich diese ein:
http://www.metallbaupraxis.de/1402.1.html
http://www.mtu.de/de/technologien/ferti ... index.html
Aber ich habe bei der Recherche zufällig auch die Antwort auf meine Frage gefunden:
http://www.slv-muenchen.de/data/ermuedu ... rungen.pdf
Sinngemäß: "Bei der Verschweißung von Artgleichen Werkstoffen brachte eine Wärmenachbehandlung keine erhöhte Schwingungsfestigkeit bei Kurzzeitreibschweißverfahren."
Es handelt zwar um Aluminiumwerkstoffe, da hier der Unterschied nur zwischen Artgleichen Werkstoffen, und solchen mit unterschiedlichen Wärmeausdenungen gemacht wurde, hat sich meine Frage damit erledigt. Das hält.
MlG,
Felix
ich habe für die "Ungläubigen" noch mal etwas recherchiert.
@Andreas: Hier sind Versuchsbilder. Die Dinger haben sicher nicht in der Wärmeeinflusszone nachgegeben:
http://www.aviatec.dk/Qualit%C3%A4t/Zug ... fault.aspx
Wer mehr über das Verfahren wissen möchte:
http://www.raiser.de/reibschweiss/reibschweiss.html
Bei diesem link ist vor allem bei Beispielen unter Maschinenbau das "Verschweißen fertig bearbeiteter Bauteile"
http://www.kms-weld.de/content/de/start.htm
http://www.kuka.de/kuka_sa/index.php?id ... tsch&pid=1
Ziemlich seriös stufe ich diese ein:
http://www.metallbaupraxis.de/1402.1.html
http://www.mtu.de/de/technologien/ferti ... index.html
Aber ich habe bei der Recherche zufällig auch die Antwort auf meine Frage gefunden:
http://www.slv-muenchen.de/data/ermuedu ... rungen.pdf
Sinngemäß: "Bei der Verschweißung von Artgleichen Werkstoffen brachte eine Wärmenachbehandlung keine erhöhte Schwingungsfestigkeit bei Kurzzeitreibschweißverfahren."
Es handelt zwar um Aluminiumwerkstoffe, da hier der Unterschied nur zwischen Artgleichen Werkstoffen, und solchen mit unterschiedlichen Wärmeausdenungen gemacht wurde, hat sich meine Frage damit erledigt. Das hält.
MlG,
Felix
@Andreas:
Das mit den Spannbacken hatte ich auch schon als Problem angesehen. Es ist wohl möglich, Spannbacken anzufertigen, welche das Werkstück nicht quälen, die machen die Geschichte aber teurer. Die Beschädigung der Welle ist aber nicht sonderlich tief. Von daher müsste sich das Problem mit einem leichten Abdrehen und eventuell grobem Schleifen der Welle hinterher erledigen lassen.
MlG,
Felix
Das mit den Spannbacken hatte ich auch schon als Problem angesehen. Es ist wohl möglich, Spannbacken anzufertigen, welche das Werkstück nicht quälen, die machen die Geschichte aber teurer. Die Beschädigung der Welle ist aber nicht sonderlich tief. Von daher müsste sich das Problem mit einem leichten Abdrehen und eventuell grobem Schleifen der Welle hinterher erledigen lassen.
MlG,
Felix
Hallo Felix,
eben doch.
Nu hab ich alles gelesen, was Du zitiert hast.
So wie ich es sage:
- Es gibt eine WEZ (auch wenn sie klein ist)
- Das gefügte Bauteil muß nachbehandelt werden (letztes Zitat)
Die Zugversuche zeigen die Zugfestigkeit der Schweißverbindung.
So soll es sein, beim Zugversuch reißt die Probe außerhalb der
Schweißung.
Gefährlich sind die Aufhärtungen in der WEZ wegen ERMÜDUNG !
Also, ich bleibe bei meinem vorgeschlagenem Verfahrensablauf
vom 8.11.
...
eben doch.
Nu hab ich alles gelesen, was Du zitiert hast.
So wie ich es sage:
- Es gibt eine WEZ (auch wenn sie klein ist)
- Das gefügte Bauteil muß nachbehandelt werden (letztes Zitat)
Die Zugversuche zeigen die Zugfestigkeit der Schweißverbindung.
So soll es sein, beim Zugversuch reißt die Probe außerhalb der
Schweißung.
Gefährlich sind die Aufhärtungen in der WEZ wegen ERMÜDUNG !
Also, ich bleibe bei meinem vorgeschlagenem Verfahrensablauf
vom 8.11.
...
Offizielles Mitglied der Jupiterhilfe e.V.i.G & VEFK bis 110 kV
hallo felix,
auch ich möchte dir die vom ingenieur vorgeschlagene vorgehensweise empfehlen.
das verhalten von aluminium ist in keinster weise mit dem verhalten eines vergütungs-stahles zu vergleichen.
beim preßschweißen werden sich an der schweißstelle durch die schnelle abkühlgeschwindigkeit ( ztu-schaubild) erhebliche eigenspannungen im gefüge einstellen.
diese eigenspannungen sind bei einem einmaligen vorgang, z.b. zugversuch bis zum bruch, nicht relevant
in deinem fall reden wir jedoch über über dauerfestigkeit, die man üblicherweise mit lastspielzahlen von mindestens 1,0 mio in sog. wöhler-diagrammen darstellt. hierbei spielt die kerbwirkung eine erhebliche rolle. dabei gilt grundsätzlich, daß ein hochfest vergüteter werkstoff sehr empfindlich auf kerben reagiert und dabei seine hohe belastbarkeit verliert.
die negativen auswirkungen bzgl. dauerfastigkeit sind beim reibschweißen zunächst in jedem fall gegeben und sie sind nur über eine wärmebehandlung (spannungsarm-glühen mit anschließendem vergüten ) abzumildern.
auch sollte das anzuschweißende teil idealerweise aus dem gleichen werkstoff bestehen.
als letzen punkt möchte ich noch anmerken, daß ein vergütungsstahl nicht unbedingt vergütet seinmuß. diese werkstoffe werden als halbzeug üblicherweise im weichgeglühten zustand geliefert. erst das fertige bauteil wird dann auf die gewünschte festigkeit vergütet. die festigkeit kannst du mittels härteprüfung grob ermitteln.
best grüße
sico
auch ich möchte dir die vom ingenieur vorgeschlagene vorgehensweise empfehlen.
das verhalten von aluminium ist in keinster weise mit dem verhalten eines vergütungs-stahles zu vergleichen.
beim preßschweißen werden sich an der schweißstelle durch die schnelle abkühlgeschwindigkeit ( ztu-schaubild) erhebliche eigenspannungen im gefüge einstellen.
diese eigenspannungen sind bei einem einmaligen vorgang, z.b. zugversuch bis zum bruch, nicht relevant
in deinem fall reden wir jedoch über über dauerfestigkeit, die man üblicherweise mit lastspielzahlen von mindestens 1,0 mio in sog. wöhler-diagrammen darstellt. hierbei spielt die kerbwirkung eine erhebliche rolle. dabei gilt grundsätzlich, daß ein hochfest vergüteter werkstoff sehr empfindlich auf kerben reagiert und dabei seine hohe belastbarkeit verliert.
die negativen auswirkungen bzgl. dauerfastigkeit sind beim reibschweißen zunächst in jedem fall gegeben und sie sind nur über eine wärmebehandlung (spannungsarm-glühen mit anschließendem vergüten ) abzumildern.
auch sollte das anzuschweißende teil idealerweise aus dem gleichen werkstoff bestehen.
als letzen punkt möchte ich noch anmerken, daß ein vergütungsstahl nicht unbedingt vergütet seinmuß. diese werkstoffe werden als halbzeug üblicherweise im weichgeglühten zustand geliefert. erst das fertige bauteil wird dann auf die gewünschte festigkeit vergütet. die festigkeit kannst du mittels härteprüfung grob ermitteln.
best grüße
sico
Hmm,
jammer, also wieder von vorne...
Na ja, komplizierte Dinge bleiben kompliziert.
Ich habe hier einen guten Härter im Nachbardorf. Mit der Angabe 42CrMo4 und einem Musterstück, an dem er Oberflächen- und Kernhärte ermitteln kann, müsste der ja eigentlich etwas Brauchbares hinbekommen. Hängend vergüten wird hoffentlich den Verzug in Grenzen halten.
Na ja, immerhin lässt sich der Härter überhaupt auf solche Nummern ein.
MlG,
Felix
jammer, also wieder von vorne...
Na ja, komplizierte Dinge bleiben kompliziert.
Ich habe hier einen guten Härter im Nachbardorf. Mit der Angabe 42CrMo4 und einem Musterstück, an dem er Oberflächen- und Kernhärte ermitteln kann, müsste der ja eigentlich etwas Brauchbares hinbekommen. Hängend vergüten wird hoffentlich den Verzug in Grenzen halten.
Na ja, immerhin lässt sich der Härter überhaupt auf solche Nummern ein.
MlG,
Felix