Berufsbildung

5. Auflage – Juni 2014

Art. Nr. 2407

Modul Fügetechnik

InhaltsverzeichnisLösbare Verbindungen 7Nicht lösbare Verbindungen 31

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Fügetechnik

Inhaltsverzeichnis

Einteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Schraubenverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Schrauben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Gewindestifte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Blechschrauben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Gewindeeinsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Muttern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Paarung von Schrauben und Muttern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Schraubensicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Unterlagscheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Setzsicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Losdrehsicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Anzug und Drehmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Drehmomentschlüssel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Stiftverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Stift-Arten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Stift-Formen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Welle-Nabe-Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Die Welle-Nabe-Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Formschluss-Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Kraftschluss-Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Pressverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Wellensicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Prüfungsfragen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Lösbare Verbindungen

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Fügetechnik

Berufsbildung

Nietverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Nietformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Nietwerkstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Nieten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Montageanleitung Setzvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Lötverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Arbeitssicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Lötverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Lote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Lötvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Schweissverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Einteilung der Schweissverfahren mit ihren Ordnungsnummern (DIN EN 24063) . . . . . . . . . . . 39Nahtdarstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Verbindungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Schweisspositionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Arbeitssicherheit bei Schweissarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Arbeitsvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Konstruktionsvorgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Nahtarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Schweissnaht-Vorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Messen einer Schweissnaht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Farbkennzeichnung von Gasflaschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Gasschmelzschweissanlage (Autogenschweissanlage) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Schweissbrenner – Schweissflamme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Gasschmelzschweissen (Autogenschweissen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Arbeitsregeln beim Gasschmelzschweissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Störungen am Schweissbrenner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Lichtbogenschmelzschweissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Lichtbogenhandschweissen (E) (Kennzahl 111) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Elektrodenwerkstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Elektrodenführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Schutzgasschmelzschweissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Metall-Schutzgasschweissen (MSG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Wolfram-Inertgas-Schweissen (WIG) (141) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Arbeitssicherheit beim Lichtbogenhandschweissen und Schutzgasschmelzschweissen . . . . . 64Fehler beim Metalllichtbogenschweissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Fehler beim Metall-Schutzgasschweissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Fehler beim Wolfram-Inertgas-Schweissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Beispiele für Schweissnahtfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Nicht lösbare Verbindungen

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Fügetechnik

Kleben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Vorteile des Klebens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Nachteile des Klebens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Adhäsion und Kohäsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Klebstoffarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Eigenschaften aushärtender Klebstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Viskosität der Klebstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Technische Angaben und Lagerfähigkeit der Klebstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Arbeitssicherheit bei der Verarbeitung von Klebstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Vorbereiten der zu verklebenden Oberflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Die Klebeverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Überlappungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Klebegerechte Konstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Zerstören von Klebeverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Prüfungsfragen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

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Lösbare Verbindungen

Berufsbildung

Stiftverbindungen

Stiftverbindungen

Stift-Arten

Stiftverbindungen sind lösbare Verbindungen. Sie werden meist auf Abscherung beansprucht. Nach dem Verwen-dungszweck unterscheidet man Pass-Stifte, Befestigungs-Stifte und Abscher-Stifte.

Passstifte

Passstifte sichern die Lage von zwei Bauteilen zueinander. Dadurch erleichtern sie den Zusammenbau und verhin-dern ein seitliches Verschieben durch Querkräfte.

Befestigungsstifte

Befestigungsstifte verbinden zwei oder mehrere Bauteile kraft- und formschlüssig und können somit Kräfte und Drehmomente übertragen. Sie sind billiger als Schrauben und schwächen den Querschnitt der zu verbindenden Teile weniger.

Abscherstifte

Abscherstifte verhindern die Beschädigung von Bauteilen, indem sie als «Sollbruchstelle» bei unzulässiger Bean-spruchung den Kraftfluss unterbrechen. Sie werden z.B. bei Werkzeug maschinen zwischen Antrieb und Arbeitsspin-del eingebaut, um das Getriebe vor zu hohen Drehmomenten zu schützen.

Zylinderstift als Passstift

Kegelstift als Befestigungsstift

Zylinderstift als Abscherstift

Scherfläche

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Nicht lösbare Verbindungen Nietverbindungen

Nietformen

Nieten können nach der Kopfform, nach der Ausführung des Schaftes und nach dem Verfahren beim Nieten eingeteilt werden.

Nietwerkstoff

Nieten sollen eine ausreichende Festigkeit aufweisen und sich gut umformen lassen. Um elektrochemische Korro-sion und ein Lockern der Verbindung bei Erwärmung zu vermeiden, sollten die Nieten möglichst aus dem gleichen Werkstoff wie die zu fügenden Teile bestehen.Z.B.: Stahl, Chromstahl, Kupfer, Al-Legierungen, Ni-Legierungen.

Nieten

Man unterscheidet zwischen Kalt- und Warmnieten. Der fertig geformte Niet besteht aus Setzkopf, Schaft und Schliesskopf. Stahlnieten bis etwa 8 mm Durchmesser und Nieten aus anderen Werkstoffen werden in kaltem Zustand umgeformt. Beim Formen des Schliesskopfes wird auch der Schaft gestaucht, so dass der Niet die ganze Bohrung ausfüllt.

1) 2) 3) 7) 8) 9)

4) 5) 6) 10) 11) 12)

13) 14) 15)

16) 17)

Niete

Vollniete Hohlniete

1) Halbrundniet DIN 660 (bis 8 mm), DIN 124 (ab 10 mm) 2) Senkniet 75° DIN 661 (bis 8 mm), DIN 302 (ab 10 mm) 3) Senkniet 90° SN 213126 4) Linsenniet DIN 662 5) Flachrundniet DIN 674 6) Flachsenkniet DIN 675 7) Nietstift DIN 7341 8) Halbhohlniet mit Flachrundkopf DIN 6791 9) Halbhohlniet mit Senkkopf DIN 679210) Hohlniet zweiteilig DIN 7331

11) Hohlniet einteilig DIN 7339 + 7340 12) Spreizniet mit Flachrundkopf (Hammerschlagniet)13) Spreizniet mit Senkkopf (Hammerschlagniet)14) Flachrundkopf-Blindniet15) Senkkopf-Blindniet 120°16) Flachrundkopf-Becherniet17) Senk-Becherniet

Genaue Bezeichnung:

Anstauchen

Gegenhalter

Einziehen

Nietenzieher

Kopf formen

Döpper

zl

k

d

Schliesskopf

Setzkopfk Klemmlängez Zugabel Nietlänge

Schaft

Hammer

Luftspalt

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Nicht lösbare Verbindungen

Berufsbildung

SchweissverbindungenSchweissverbindungen

Verbindungsarten

Schweissstösse Der Bereich, in dem Bauelemente durch Schweissen miteinander verbunden werden, wird Schweiss stoss genannt. Die Bauelemente können an der Schweissstelle auf verschiedene Arten aufeinandertreffen. Man unterscheidet daher nach der Anordnung der zu fügenden Teile unterschiedliche Schweissstösse.

Beispiele für Schweissstösse:

Schweissnahtarten Beim Schweissen bezeichnet man die stoffschlüssige Verbindungsstelle der Bauelemente als Schweissnaht. Schweissnähte können durchgehend oder mit Unterbrechungen geschweisst werden. Auch einzelne Schweisspunkte sind üblich. Die Form einer Schweissnaht wird aus der Art des Schweissstosses, aus der Nahtlage an der Schweiss-stelle und aus dem Schweissverfahren gewählt.

Beispiele für Schweissnahtarten

T-StossStumpfstoss

Schweissstelle Schweissstellen

Schweiss-stellen

Überlappstoss Mehrfachstoss

Benennung V-Naht (eine Lage)

V-Naht(mehrere Lagen)

Doppel-V-Naht(X-Naht)

U-Naht I-Naht

Naht-querschnitt

Symbol V V IIX

Benennung Kehlnaht(eine Lage)

Kehlnaht(mehrere Lagen)

Doppelkehlnaht

Naht-querschnitt

Symbol

Schweissnahtarten bei T-Stössen und Überlappstössen

Schweissnahtarten bei Stumpfstössen

Schweiss-stellen