OFFIZIELLES ORGAN DES SCHWEIZERISCHEN VEREINS FÜR SCHWEISSTECHNIK 98. Jahrgang • 98ème année • 23. März 2009 SCHWEISSTECHNIK SOUDURE 02/2009 MSG- Hochleistungsschweisen hochlegierter Werkstoffe Seite 22 Schweissen von Guss im konstruktiven Ingenieurbau Seite 6 Die neue ISO 14175:2008 Vom Schutzgas zum Prozessgas Seite 16 Aus der Industrie • Innovationen • Highlights • Wirtschaftsdaten • Produktneuheiten Fachbeiträge • Schweissen von Guss im kon- struktiven Ingenieurbau • Die neue ISO 14175:2008 • X-Man Story Berichte • SFM – Herbsttagung 2008 • Helium – von der Quelle zum Anwender • SFI-Ausbildung in der Schweiz • X-Man Rätsel Mitteilungen • SVS Kursprogramm • Veranstaltungskalender • Impressum • Vorschau Heft 3 / 2009 Inhalt/Sommaire
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OFFIZIELLES ORGAN DES SCHWEIZERISCHEN VEREINS FÜR SCHWEISSTECHNIK
98. Jahrgang • 98ème année • 23. März 2009
SCHWEISSTECHNIKSOUDURE
02/2009
MSG-Hochleistungsschweisenhochlegierter Werkstoffe Seite 22
MSG-Hochleistungsschweisenhochlegierter Werkstoffe Seite 22
Schweissen von Guss im konstruktiven Ingenieurbau Seite 6
Die neue ISO 14175:2008 Vom Schutzgas zum Prozessgas Seite 16
Aus der Industrie • Innovationen• Highlights• Wirtschaftsdaten• Produktneuheiten
Fachbeiträge • Schweissen von Guss im kon-
struktiven Ingenieurbau• Die neue ISO 14175:2008 • X-Man Story
Berichte • SFM – Herbsttagung 2008• Helium – von der Quelle zum
Anwender• SFI-Ausbildung in der Schweiz• X-Man Rätsel
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svs_zeitschrift_2_09.indd 2 6.3.2009 12:15:29 Uhr
Editorial
Liebe Leserinnen, liebe Leser
Als fleissige Leser/Innen unserer Ver-einszeitschrift, sind sie sicher über unser neustes Angebot im Bereich der Weiter-bildung informiert: «Ausbildung zum Schweissfachingenieur in der Schweiz» (siehe Ausgabe 01/2009) Der Schweizerische Verein für Schweiss-technik (SVS) hat gemeinsam mit der Hochschule für Technik Zürich (HSZ-T)
den neuen Masterstudiengang Schweisstechnologie entwi-ckelt. Dieser Studiengang beginnt erstmals Ende April 2009.Obwohl die Qualifizierung von Schweissaufsichtspersonen auch in der Schweiz eine wichtige Rolle spielt, da sie in zahl-reichen Bereichen für Unternehmen als Voraussetzung für die Zulassungen zum Schweissen im geregelten Bereich gilt, wurde bisher keine deutsch-schweizerische Fachausbildung an-geboten. Diese Lücke haben wir mit diesem Studiengang ge-schlossen.
Besonders zu erwähnen ist das Zusammenlegen der Kernkom-petenzen des SVS und der Hochschule für Technik in Zürich HSZ-T für diesen Studiengang. Während die Kompetenz des SVS sicherlich im Bereich des Schweissens liegt, hat auf der andern Seite die HSZ-T jahrzehntelange Erfahrung im berufs-begleitenden Studium.
Als Mehrwert werden wir den Studenten nicht nur eine Aus-bildung zum Schweissfachingenieur anbieten, sondern einen umfassenden Lehrgang im Bereich «Management».
Das Studium basiert auf zwei klar getrennten Modulen. Der Unterrichtsblock Schweisstechnologie vermittelt alle techni-schen Grundlagen, die zum Erwerb des Diploma of Advanced Studies (DAS) nötig sind und auf eine verantwortungsvolle Funktion im Schweissaufsichtsbereich vorbereiten. Der Master of Advanced Studies-Modul (MAS) vermittelt in entsprechen-den Unterrichtsblöcken das notwendige ökonomische und lo-gistische Wissen, das den Weg für eine Karriere im Manage-ment ebnet. Beide Diplome entsprechen den internationalen Anforderungen an Hochschulstudien, werden mit entsprechen-den ECTS-Kreditpunkten bewertet und sind eidgenössisch an-erkannt.
Welchen Nutzen hat die Ausbildung zum Schweissfachingeni-eur? Ein Abstecher in das Feld des lebenslangen Lernens soll diese Frage beantworten. Der Gedanke einer lebenslangen Bil-dungsphase ist in der umfassenden Bildungsreform Ende 1960er- und Anfang 70er-Jahre entstanden. Die OECD, die UNESCO und der Europarat prägten die Begriffe lifelong edu-cation, oder eben lebenslanges Lernen. Von der Europäischen Union wurde nun der Begriff des lebenslangen Lernens als ein neuer Hauptbegriff deklariert. Die permanente Anpassung der Qualifikationen der arbeitenden Menschen an neue Techniken und auch kulturelle Anforderungen trägt dem internationalen Konkurrenzdruck Rechnung.
Das Grundkonzept des lebenslangen Lernens geht davon aus, dass nur Leute, die ihr ganzes Leben lang lernen und sich wei-ter qualifizieren, in der Lage sind, die raschen Veränderungen kompetent zu meistern. Es beinhaltet auch, dass die Lernen-den die lebenslange Lernperspektive ihres Lernprozesses sel-ber lenken. Die Bildungssysteme des lebenslangen Lernens werden somit nicht mehr von den Institutionen und der Lehre her definiert, sondern von der Person her, die lernt.
Beim lebenslangen Lernen geht es darum, dass das Indivi-duum entsprechend seinem individuellen Lebensentwurf und seiner Biografie die Lerninhalte definiert und wählt. Das Kon-zept des lebenslangen Lernens stellt einen Paradigmawechsel in der Weiterbildung dar und bedingt eine strukturelle Verände-rung des bisherigen Bildungssystems. Es erfordert neue Be-züge zwischen den einzelnen Bereichen des Bildungssystems, sowohl bezüglich Lerninhalten als auch bezüglich Übergängen, Zugängen und des Aufbaus von Wissen, Qualifikationen und Fähigkeiten. Mit dem Anbieten der Ausbildung zum Schweiss-fachingenieur erfüllen wir exakt diese Anforderungen.
Ganz wichtig an diesem neuen Studiengang ist das Weiterfüh-ren der Berufstätigkeit während des Studiums. Somit sind alle Studenten weiterhin im Wertschöpfungsprozess integriert und wissen was «Sache» ist.
Aber nicht nur die Studenten sind in der industriellen Wert-schöpfungskette integriert, sondern auch ein grosser Teil der Dozenten. Es ist uns gelungen, viele Protagonisten aus dem Bereich Schweisstechnik für diesen Lehrgang zu gewinnen. Damit ist gewährleistet, dass nicht nur das theoretische Wis-sen vermittelt wird, sondern eben auch das sehr wichtige, pra-xisnahe Wissen.
Der SVS bietet mit diesem Masterstudium nun ein komplettes Angebot an Weiterbildung im Bereich der Schweisstechnik an. Dies reicht von der Schweisserausbildung, über den Schweiss-fachmann bis hin zum Schweissfachingenieur. Dieses Angebot wird durch eine Vielzahl von Kursen und Vorträgen ergänzt.
Helfen Sie mit, den nachhaltigen Erfolg dieses Studienganges zu sichern, indem Sie dieses neue Angebot für sich oder ihre Mitarbeiter entsprechend nutzen. Auf den Seiten 30 und 31 in diesem Heft, finden Sie detaillierte Informationen zu diesem Studiengang.
Speziell in Zeiten wirtschaftlicher Unsicherheit werden nur Fir-men mit Mitarbeitern, die die notwendigen Qualifikationen be-sitzen, die Herausforderungen meistern können. Innovation und Ausbildung sind die Stichworte. Investieren Sie jetzt in die Zukunft und in Technologie mit eigenem Fachwissen.
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Neue Systemsteuerung sorgt für mehr Qualität und Wirtschaftlichkeit Das Orbitalschweissen ist die bevorzugte Methode, um hochwertige Metallrohranschlüsse oder verbindungen herzustellen. Es setzt jedoch viel Knowhow und ausgefeilte Technik voraus. Beides bietet das OrbitalSchweisssystem FPA 2030 AC/DC von Fronius. Sein gespeichertes Wissen kombiniert mit der Regeltechnik bringt Anwendern hohe Verfahrenssicherheit, ermöglicht automatisierte wirtschaftliche Schweissabläufe und kurze Produktionszeiten. Es eignet sich auch für flexible Einsätze auf Baustellen und zum manuellen Schweissen. Beim Orbitalschweissen kreist der Brenner um das fixierte Rohr. Da die Bauteile in der Praxis sowohl stehend als auch liegend zu verbinden sind, können während des Betriebes alle Schweisspositionen auftreten. Um stets Verbindungen in höchster und vor allem reproduzierbarer Qualität zu produzieren, benötigt der Schweisser ein System mit intelligenter Softwareregelung und praxisgerechter Bedienerführung. Die neue FPA 2030 ist eine vollkommen digitalisierte, mikroprozessorgesteuerte Systemsteuerung für das Orbitalschweissen. Sie verfügt über einen aktiven, mit einem digitalen Signalprozessor gekoppelten StromquellenManager. Das System reagiert in Echtzeit auf Veränderungen. So ergeben sich eine bisher unerreichte Präzision im Schweissprozess, exakt reproduzierbare Ergebnisse und hervorragende Schweisseigenschaften. Eine intuitive Bedienerführung über den TouchScreen mit grafischer Prozessdarstellung in Farbe unterstützt das schnelle und sichere Beherrschen der Arbeitsprozesse. Alle wesentlichen Funktionen sind auf einen Blick ersichtlich und einstellbar.Die FPA 2030 unterstützt alle digitalen Fronius WIG (WolframInertgas) Stromquellen TransTig / MagicWave 2500 und 3000. Das erlaubt dem Anwender das Programmieren und Ansteuern der 6 Parameter: Schutzgas, Schweissstrom, Rotationsbewegung des Schweisskopfes, Drahtparameter, AVC (BrennerAbstandsregelung) und OSCParameter (BrennerPendelung). Die Systemsteuerung lässt sich für einen optimalen Bedienkomfort über der Stromquelle am Fahrwagen PickUp anbringen. Ihre Frontabdeckung dient dabei im geschlossenen Zustand als mechanischer Schutz des Bedienpanels und des Druckers; geöffnet wirkt sie als Blendschutz für den TouchScreen. Eine Fernbedienung sorgt für noch komfortableres Arbeiten. Sie ist mit allen Funktionen zur Steuerung des Orbitalschweisssystems vor Ort ausgestattet. Für Flexibilität im praktischen Einsatz ist ebenfalls gesorgt: Neben einer Vielzahl an OrbitalSchweisszangen für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche unterstützt die FPA 2030 auch Handschweissbrenner. Weiter überzeugt sie mit aussergewöhnlichen AllroundEigenschaften. Dank ihres optimalen Zündablaufs eignet sie sich für unlegierte und niedrig legierte Stähle ebenso wie für hochlegierten Chrom/NickelStahl. Beim WIGAC Schweissen berücksichtigt
die FPA 2030 neben dem ElektrodenDurchmesser auch die aktuelle ElektrodenTemperatur. Da sich die ACFrequenzen in einem sehr weiten Bereich optimal an die aktuellen Erfordernisse anpassen lassen, eignet sie sich auch hervorragend zum Schweissen von Aluminium, seinen Legierungen, Kupferlegierungen, Magnesium und Titan. Info: [email protected]
PrEmiErE gElungEn – 170 tEilnEhmEr bEim ErstEn KunststOff-rOhrlEitungstag
Eine Weiterbildung der besonders wertvollen Art bot ThyssenKrupp Schulte in Zusammenarbeit mit dem DVS, dem Süddeutschen Kunststoffzentrum und namhaften Produzenten von Kunststoffrohren und formteilen mit dem ersten KunststoffRohrleitungstag am 29. Oktober 2008 in der Stadthalle in Neuss.
Neben einer begleitenden Ausstellung, in der Hersteller ihre neuen Produkte und Anwendungen präsentierten, referierten in der mit rund 170 Gästen gut besuchten Veranstaltung ausgesuchte Fachleute über verschiedene Aspekte der Planung, Montage und Betrieb von chemischen Anlagen. Die Vortragspalette bot dabei einen repräsentativen Querschnitt zur Anwendung von thermoplastischen Kunststoffen im Rohrleitungsbau, bei der auch Fehler beim Schweissen und Gewährleistungsfragen angesprochen wurden.So zeigte etwa Dipl.Ing. Klaus Pöltl, Geschäftsführer des PM Engineering und Mitglied im DVS und VDI, die umfangreiche Palette an Befestigungsmöglichkeiten, welche die Industrie den Anwendern bietet, deren Potenzial aber viel zu wenig genutzt werde: «Rohrleitungen aus Kunststoff eröffnen viele Anwendungsmöglichkeiten, die anderen Werkstoffen vorenthalten bleiben, dabei erheben sie aber selbstverständlich die gleichen Ansprüche an Betriebssicherheit wie metallische Anlagen.»Daran erinnerten auch die Partner der Veranstaltung. Dr.Ing. Klaus Middeldorf mahnte den «eklatanten Fachkräftemangel im Fügen und Schweissen von Kunststoffen nach international
fahrzeuge. Schweissnahtqualität ist unter diesen Bedingungen das A und O. Bei Josef Meyer Transport Technology gilt dies im besonderen Masse. Im eigenen Entwicklerbüro konstruieren die Ingenieure Erzeugnisse für solche Industriekunden, die ein besonderes Transportproblem zu lösen haben. In der gesamten ausserordentlich tiefen Fertigung bei Josef Meyer spielt Schweis sen die Hauptrolle. 80 qualifizierte Schweisser, die Hälfte der Belegschaft, besetzen sie. Zu 90% schweissen sie mit dem MAG(MetallAktivgas)Verfahren. Qualitätsmanager Michael Bergk berichtet, dass Josef Meyer Transport Technology konsequent Systeme von Fronius nutzt; über 100 sind es insgesamt. Er begründet: «Die FroniusSysteme sind aufeinander und auf unsere Anforderungen abgestimmt. Die austauschbaren Kennlinien lassen sich an veränderte Anforderungen einfach anpassen. So ist gewährleistet, dass das Arbeitsergebnis immer unseren hohen Qualitätsansprüchen genügt.»Mit dem leistungsstarken System TransPuls Synergic 5000 (bis 500 A Schweissstrom) verfügen die Experten bei Josef Meyer über perfekt praktikable Hard und Software. Sie schätzen neben maximaler Verfügbarkeit vor allem den guten Bedienkomfort. «Die digitale Regelung sorgt für gleich bleibend gute Ergebnisse. Das System misst ständig die Istwerte der Schweiss parameter Strom und Spannung und gleicht sie mit den Solldaten ab. Auf Veränderungen reagiert es ‹just in time› und sorgt so dafür, dass der optimale SollZustand während des gesamten Schweissprozesses aufrecht erhalten bleibt», so Bergk. Er konkretisiert: «Der Bediener stellt lediglich seine Schweissaufgabe mit den Werten für Leistung und Lichtbogenlänge ein. Die Parameter sieht er auf dem Display: Draht, Schutz bzw. Aktivgas, Werkstoff oder Blechdicke. Irrtümer hinsichtlich des Lichtbogens sind damit ausgeschlossen.»
Fronius entwickelt, produziert und vertreibt weltweit Batterieladegeräte, Schweiss technik und Wechselrichter für PhotovoltaikAnlagen. Die Gruppe verfügt über vier Produktionsstätten in Österreich, Tschechien und der Ukraine, sowie über zwölf Vertriebstöchter in Europa und Amerika. Das Unternehmen beschäftigt weltweit 2221 Mitarbeiter, davon 1661 in Österreich.
anerkannten Standards» an, erbot aber gleichzeitig seine Hilfe: «Der DVS steht nicht nur seinen Mitgliedern in allen Fragen rund um das Fügen, Trennen und Beschichten zur Seite. Wir wollen wettbewerbsfähige Lösungen für Sie und mit Ihnen erarbeiten.»Ein weiteres Highlight der Veranstaltung war der Beitrag von Rechtsanwalt Prof. Dr. Markus Braunewell zum Thema RiskManagement im Anlagenbau. Anhand der Problematiken von Leistungsketten, Arbeitsteilung, Vertragsbeziehungen und unterschiedlichen rechtlichen Interessen der Beteiligten zeigte er anschaulich Haftungsrisiken in der Praxis auf und wie man diese umgehen könne.
www.thyssenkruppschulte-kunststoffe.de
PriOrität für richtigEs VErbindEn
Gewichtseinsparung und Sicherheit im Fahrzeugbau – höchstes Qualitätsniveau beim SchweissenIm Schienenfahrzeugbau wird Gewichtseinsparung ein Dauerthema bleiben – ebenso wie im Automobil und Flugzeugbau. Dünnere Bleche bei gleichzeitig steigenden Anforderungen an Ladekapazität und Sicherheit erhöhen die Anforderungen an die Verbindungstechnik ebenfalls deutlich.
Das auf Sonderanfertigungen spezialisierte TransporttechnologieUnternehmen Josef Meyer zeigt, wie Schweissnahtqualität, Innovationsgeist und Effizienz zusammen gehen. Mit bis zu einem Viertel weniger Gewicht der Spezialwaggons und schnellerem Entladen punktet es bei seinen Kunden. So erzielen die Waggonbauer im schweizerischen Rheinfelden in 2007 eine 100%ige Produktionssteigerung. Beim Fügen der zwischen 6 und 12 mm dicken Stahlbleche kommt dem Schweissen eine zentrale Bedeutung zu. Die Fachleute nutzen im Spektrum der Verfahrensvielfalt seit 16 Jahren die Systeme von Fronius zum Handschweissen. Lange Lebensdauer, optimale Nutzbarkeit und Sicherheit im Transport lauten die Qualitätskriterien für moderne Schienen
Achter Wettbewerb «Jugend schweisst» des DVS – Deutscher Verband für Schweissen und verwandte Verfahren e. V.Geschäftsführer der Böhler Welding Holding GmbH, Dr. Mathias Hallmann, übernimmt Schirmherrschaft. Bereits zum achten Mal bietet der DVS – Deutscher Verband für Schweissen und verwandte Verfahren e. V. Jugendlichen zwischen 16 und 21 Jahren die Möglichkeit, ihr fachkundliches Wissen und ihre praktischen Fähigkeiten im Schweissen miteinander zu vergleichen. In den vier Disziplinen
lassen die Nachwuchsschweisser wieder die Funken sprühen und wetteifern um interessante Sachpreise und Auszeichnungen.Im Februar und März 2009 wird der Wettbewerb auf DVSBezirksverbandsebene ausgetragen. Die Sieger treten in den Ausscheidungen der DVSLandesverbände im Mai und Juni 2009 gegeneinander an und kämpfen um die Qualifikation zum Bundeswettbewerb.Der Bundeswettbewerb «Jugend schweisst» findet unter der Schirmherrschaft von Dr. Mathias Hallmann, Vorsitzender der Geschäftsführung der Böhler Welding Holding GmbH, vom 15. bis zum 19. September 2009 auf der Internationalen Fachmesse SCHWEISSEN & SCHNEIDEN in Essen statt.Der Wettbewerb wird auf der Messe öffentlich ausgetragen und ist sowohl Motivation für den schweisstechnischen Nachwuchs als auch «Schweisstechnik zum Anfassen» für die Messebesucher.In täglicher Reihenfolge werden aus den Siegern der DVSBezirks und Landeswettbewerbe die Deutschen Meister in den einzelnen Disziplinen ermittelt und geehrt. Bei einer Länderausscheidung am Abschlusstag der Messe (19. September 2009) konkurrieren tschechische, slowakische, chinesische und deutsche Jungschweisser.Info: [email protected]
hannOVEr mEssE 2009, 20. bis 24. aPril
Job & Career Market – Das Recruitmentzentrum des welt-weit wichtigsten Technologieevents
Die wirtschaftliche Lage in der Welt ist angespannt und Zukunftsprognosen werden sehr vorsichtig gestellt. Gerade in schwierigen Zeiten hat deshalb die Personalauswahl einen ganz besonderen Stellenwert für Unternehmen. Trotz schlechter Konjunkturaussichten und Finanzkrise ist der Bedarf der
Wirtschaft an Ingenieurinnen und Ingenieuren ungebrochen, denn der Mangel an technischen Fach und Führungskräften bleibt bestehen.Die HANNOVER MESSE ist eine hervorragende Plattform für Technologie interessierte aller Kontinente und zugleich Treffpunkt der Elite aus allen technischen Fachbereichen und Ingenieurstudiengängen. Der Job & Career Market hat sich dabei als gross angelegtes Recruitmentzentrum für Besucher und Aussteller gleichermassen etabliert. Angehende Ingenieure, Young Professionals sowie Berufs erfahrene aller technischen Fachrichtungen erwarten vom 20. bis 24. April 2009 auf dem Job & Career Market in Halle 6 interessante Job und Karrieremöglichkeiten der ausstellenden Unternehmen. Die Unternehmen hingegen nutzen die einmalige Chance, von den Synergien der HANNOVER MESSE zu profitieren und qualifizierte Mitarbeiter zu finden.Bedeutende Unternehmen repräsentieren hier die ganze Bandbreite ihrer Arbeitsfelder, darunter etwa das Unternehmen Bosch Rexroth, Vestas als Experte für Windenergie, die Salzgitter AG, einer der führenden StahltechnologieKonzerne Europas, der Haus und Gewerbe geräte hersteller Miele sowie namhafte EngineeringDienstleister wie YACHT–TECCON und P3 Ingenieurgesellschaft. Zu den Erstausstellern 2009 gehören internationale Konzerne, unter anderem Thermo Fisher Scientific oder Solarworld. Erneut auf dem Job & Career Market präsent sind RWE Power als einer der grössten Stromerzeuger Europas, die Rücker AG, ein weltweit führendes Entwicklungsunternehmen für die internationale Automobil und Luftfahrtindustrie, sowie der Anlagen und Maschinenbauer für die Metallindustrie – SMS Demag sowie SMS Meer.Nach dem grossen Erfolg im letzten Jahr begleitet die Frankfurter Allgemeine Zeitung auch 2009 wieder den Job & Career Market als Medienpartner. Als renommierter Stellenmarkt für Führungskräfte und Spezialisten bringt die F.A.Z. seit jeher die «klugen Köpfe» unter den Bewerbern mit den erfolgreichen Unternehmen der deutschen Wirtschaft zusammen. Daraus ergibt sich eine ideale Partnerschaft, denn der Job & Career Market bietet Spitzenkräften einzigartige Karriere kontakte. Als ideale Vorbereitung für die HANNOVER MESSE erscheint am 18. / 19. April 2009 ein StellenmarktSpezial für Ingenieure: Hintergründe, Informationen, Analysen sowie zahlreiche Stellenangebote von Top Arbeitgebern der Ingenieurbranche.Ein besonderes Highlight wird der exklusiv für Aussteller des Job & Career Market ausgerichtete CareerLounge Talk sein. Am Messedienstag und donnerstag, 21. und 23. April, werden hierzu rund 150 bis 200 Bewerber erwartet, die in entspannter Atmosphäre mit Personalern ihrer Wahl ins Gespräch kommen möchten. Eine Anmeldung ist unter http://www.careerlounge.com/ erforderlich.
MITGLIEDERDIENSTE35 Jahre VereinszugehörigkeitGemäss Statuten des SVS werden «Einzelmitglieder, die dem Verein während 35 Jahren ununterbrochen angehört haben, zu Freimitgliedern ernannt und vom Vereinsbeitrag befreit».In den Stand der Freimitglieder trat dieses Jahr:Herr Arnold Eggen, St. ImierDer Vorstand und die Geschäftsstelle des SVS danken Herrn Eggen für seine Treue und wünschen ihm, dass er noch viele Jahre die Freimitgliedschaft geniessen kann.Schweizerischer Verein für Schweisstechnik
SERVICE DE MEMBRES35 ans d’affiliation à l’associationSelon les statuts de l’ASS, les «personnes physiques affiliées à l’association sans interruption depuis 35 ans, seront nommées membres libres et exemptées du paiement de la cotisation».A été nommé en tant que membre libre cette année:Monsieur Arnold Eggen, St. ImierLe comité et le secrétariat de l’ASS remercient Monsieur Eggen pour sa fidélité et lui souhaitent de pouvoir encore profiter de nombreuses années du statut de membre libre.Association Suisse pour la technique de Soudage
Bei der Herstellung von MetallTragwerken des Konstruktiven Ingenieurbaus werden vorgefertigte Halbzeuge in Form von Flacherzeugnissen, Profilen oder Seilen verwendet. An den Stossstellen dieser Produkte befinden sich oft geometrisch komplizierte Übergänge, die zudem hoch beansprucht sein können. Gussstücke eignen sich optimal für beanspruchungsgerechte, wirtschaftliche und ästhetisch ansprechende konstruktive Lösungen für diese Übergänge. In jüngster Zeit hat die Anwendung gegossener Bauelemente für diesen Zweck stark zugenommen. Erstmals wurde Guss im konstruktiven Ingenieurbau bereits zu Beginn der Industrialisierung eingesetzt. Zahlreiche Bauwerke des 19. Jahrhunderts mit tragenden Teilen aus Gusseisen (Grauguss) sind erhalten und noch in Nutzung. [1] und [2] behandeln die Gussstückherstellung, Bemessungsfragen, schweisstechnische Verarbeitungsregeln und geben zahlreiche Hinweise, die für die Anwendung von Gussbauteilen im Konstruktiven Ingenieurbau von Bedeutung sind.
Dipl.-Ing. M. Volz, Prof. Dr.-Ing. H. Saal, Dipl.-Ing. G. Steidl, Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine,
Universität Karlsruhe
Die nachfolgenden Beispiele beschreiben typische Anwendungen von Gussbauteilen im konstruktiven Ingenieurbau.Bei den zum Hauptbahnhof in Berlin führenden Humboldthafenbrücken wurden für die Fachwerke Knotenstücke aus Stahlguss eingeschweisst. Die so erhaltene stählerne Stützkonstruktion für die Fahrbahnen aus Stahlbeton führte zu einer eleganteren und transparenteren Lösung gegenüber einer reinen Stahlbetonbauweise (Tragwerksplaner: Schlaich, Bergermann und Partner, Stuttgart; Architekt: von Gerkan, Marg und Partner, Hamburg).
Abb. 1 zeigt das Stahltragwerk der Fahrbahn einer der Brücken. Die Knoten aus dem Stahlgusswerkstoff GS20Mn5V nach DIN 17182 haben Stückmassen bis etwa 13 t bei Wanddicken bis
300mm. Die Fachwerkstäbe sind Stahlrohre aus S355J2H nach DIN EN 10210 mit Durchmessern von etwa 300mm bis 650mm. Die Stahlrohre sind mit den Gussknoten mit Rundnähten verschweisst. Die Länge der Rohrstutzen der Gussknoten, an die die Stahlrohre anschliessen, ist ungefähr gleich dem Rohrdurchmesser. Abb. 2 zeigt ein Gussstück vor dem Einschweissen in die Stahlkonstruktion [3].Wegen der besonderen Bedeutung des Bauwerkes, der vorliegenden Ermüdungsbeanspruchung und der Frage, ob Instandsetzungsmassnahmen, sofern diese erforderlich würden, durch Reparaturschweissungen zuverlässig durchgeführt werden könnten, wurden an der Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine der Universität Karlsruhe umfangreiche Versuche für den Verwendbarkeitsnachweis für diese Gussbauteile durchgeführt. Durch diese Untersuchungen wurde die Eignung der Stahlgussstücke aus dem Werkstoff GS20Mn5V für die vorgesehene Anwendung nachgewiesen. In anderen Anwendungsbereichen, zum Beispiel im Maschinenbau und bei OffshoreKonstruktionen, wurden bei andersartigen Anforderungen aufgrund der guten Schweisseignung Gussstücke aus ähnlichen Werkstoffen für hoch beanspruchte Teile mit komplizierter Geometrie bereits eingesetzt.
Der Eingangsbereich des Louvre wurde 1993 durch einen Neubau nach dem Entwurf der Architekten I. M. Pei und Partner in Form einer Glaspyramide gestaltet. Diese grosse Pyramide, deren Hülle aus Glas besteht, hat mit einer Höhe von 21,64m und einer Seitenlänge der Basis von 35,42m ziemlich genau das gleiche Verhältnis von Höhe zu Seitenlänge wie die Grosse Pyramide von Gizeh in Ägypten (Abb. 3). Das Stahltragwerk be
Abb. 1: Stahltragwerk der Stahlbeton-fahrbahn einer Humboldthafenbrücke, Berlin, mit gegossenen Knotenpunkten.
Abb. 2: Fusspunkt einer Humboldt- hafenbrücke; Werkstoff GS-20Mn5V nach DIN 17182, Gewicht 13,5 t.
Abb. 3: Grosse Pyramide des Louvre, Paris
Abb. 4: Gussknoten des Stahltrag-werkes aus nichtrostenden Stahlguss, Gewicht ca. 8Kg, während der Fertigung.
steht aus nichtrostendem Stahl. Es wurde von der Firma Eiffel, Lauterbourg/Frankreich gefertigt. Es besteht im Wesentlichen aus teilweise unterspannten Rundprofilen mit einem Aussendurchmesser von etwa 50mm, die ein rautenförmiges Raster mit einem Rastermass von etwa 1580mm bilden. Die nahezu 1200 Knotenpunkte dieses Rasters sind aus korrosionsbeständigem Stahl im Wachsausschmelzverfahren gegossen. Der Gusswerkstoff entspricht weitgehend dem korrosionsbe ständigen Stahlguss GX CrNiMo 19113 nach DIN EN 10283: 199809. Abb. 4 zeigt einen teilweise eingeschweisste Knoten mit angegossenen Halterungen für die Unterspannung.
Die Einleitung von Seilkräften in Stahltragwerke erfordert hinsichtlich Ästhetik, Funktion und Beanspruchung in vielen Fällen konstruktive Formen, die mit zunehmender Komplexität, Zahl und/oder Grösse der Bauteile zweckmässigerweise durch Gussbauteile realisiert werden. Als Beispiel für solch ein Tragwerk zeigt Abb. 5 eine Sförmige Fussgängerbrücke (Bochum, VonGahlenStrasse), deren Gesamtplanung durch das Ingenieurbüro Schlaich, Bergermann und Partner, Stuttgart, erfolgte. In [4] werden zu dieser Brücke Entwurfsidee, Konstruktion und Berechnung beschrieben sowie ein Überblick über die Fertigung und Montage gegeben. Abb. 6 zeigt das mit Schweissverbindungen in die Fahrbahn eingefügte Gussstück während
der Fertigung. Der Werkstoff dieser Stücke mit Wanddicken von etwa 20mm bis 60mm und einer Masse von je etwa 200kg ist Stahlguss GS 20Mn5V.Tunnelbohrmaschinen sind insbesondere im Bereich des Bohrkopfes, wo die Abtragung und Zerkleinerung des Erdreiches und/oder Gesteins erfolgt, hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Die Durchmesser der Schilde betragen bis zu 19 m, die Antriebsleistungen bis zu etwa 14 000kW und die Drehzahlen erreichen etwa 2 Umdrehungen pro Minute bei Anpresskräften bis etwa 300 000kN. Durch veränderliche geologische Gegebenheiten entstehen während des Betriebes, stossartige und – bezogen auf die Schneidradachse – exzentrische Belastungen. Die Schneidradzentren sind dadurch sehr hohen wiederkehrenden Beanspruchungen ausgesetzt. Die in örtlich wechselnder Intensität vorhandenen Torsions, Biege und Druckbeanspruchungen bewirken eine ausgeprägte Ermüdungsbeanspruchung. Abb. 8 zeigt einen Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine mit 15,2m Durchmesser. In den Schneidradzentren der Bohrköpfe sind Gussstücke angeordnet, die sowohl das Antriebsmoment übertragen als auch die Kräfte aus dem Schilddruck aufnehmen müssen. Abb. 7 zeigt ein typisches Gusstück, das in die Tragstruktur eines Bohrkopfes eingeschweisst wird. Die Masse des in Abb. 7 dargestellten Gussstückes aus dem Werkstoff GS 30Mn5LV nach DIN 17205 beträgt 60 t bei einem Flanschdurchmesser von etwa 5000 mm und einer Flanschdicke von 200 mm. Die Armstummel sind mit einem Durchmesser von 650 mm bei einer Wanddicke von 170 mm Bestandteil des Gussstückes.
Die räumlich gekrümmte Glashülle des GehryBuildings der Novartis Pharma AG, Novartis Campus Basel (Abb. 9), wird von einem Stahlskelett getragen. An einem zentralen Punkt der Tragstruktur, sozusagen dem Herzen dieser Konstruktion laufen 14 Stahlstäbe mit unterschiedlichen Querschnitten zusammen.
Abb. 5: S-förmige Fussgängerbrücke in Bochum
Abb. 6: Einleitung der Seilkräfte in das Stahltragwerk über ein eingeschweiss-tes Stahlgussstück, Werkstoff GS-20Mn5V nach DIN 17182.
02/2009 Schweisstechnik/Soudure 7
Guss im konstruktiven Ingenieurbau f
Abb. 8: Bohrkopf einer Tunnelbohrmaschine mit 15,2 m Durchmesser der Herrenknecht AG.
Abb. 7: Gussstück vor dem Einschweissen in den Bohrkopf, Gewicht 60 t.
Die Realisierung dieses geometrisch komplizierten und hoch beanspruchten Knotenpunktes erfolgte durch ein Gussstück (Abb. 11). Das Gusstück aus dem Werkstoff GS 20Mn5V nach DIN 17182 wurde aus drei einzelnen Gussstücken zusammengeschweisst. Das Gesamtgewicht des Knotenpunktes beträgt 4,8 to. Die Anschlüsse an die anlaufenden Stabquerschnitte der
Stahlkonstruktion erfolgte überwiegend durch Schweissverbindungen. Abb. 10 zeigt das in das Bauwerk eingefügte Gussstück. Seit der Industrialisierung im 18. Jahrhundert bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts wurden in der Zeit der «Eisen Architektur» zahlreiche Bauwerke mit Bauteilen aus Grauguss errichtet. Viele dieser Bauwerke mussten nach Schäden infolge der geringen Plastizität dieses Werkstofftyps ausser Betrieb genommen werden. Einige versagten mit katastrophalen Folgen. Andererseits werden gusseiserne Stützen aus dieser Zeit in grosser Zahl noch genutzt, ohne dass negative Erfahrungen bekannt geworden sind. Heute wird Grauguss für solche Zwecke nicht mehr verwendet. Noch erhaltene Bauwerke aus dieser Zeit mit Bauteilen aus Grauguss werden in einem oftmals ertüchtigten Zustand meist eingeschränkt weiter genutzt. Sie unterliegen aus Gründen ihrer historischen Bedeutsamkeit der Denkmalpflege. Grundlagen für die Beurteilungen derartiger Bauwerke wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereiches «Erhalten historisch bedeutsamer Bauwerke» an der Universität Karlsruhe geschaffen. Die Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine der Universität Karlsruhe bearbeitete innerhalb dieses Sonderforschungsbereiches solche Eisenkonstruktionen und ist auch heute noch mit deren Beurteilung aus aktuellen Anlässen befasst. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen, die eine Beurteilung dieser Bauwerke bei allgemeinen Inspektionen oder Nutzungsänderungen ermöglichen, sind in [5] dargestellt. Untersuchungen aus jüngster Zeit haben weiterführende Erkenntnisse erbracht. Ein typisches Beispiel einer historisch bedeutsamen «Eisenkonstruktion» ist die in den Abb. 12 und 13 dargestellte Brücke in Staufen (Baden). Diese Brücke wurde 1845 ursprünglich als Eisenbahnbrücke hergestellt. Die zwei aus drei Einzelteilen zusammengeschraubten gusseisernen Hauptträger wurden dieser Eisenbahnbrücke entnommen und 1871 für den Bau der jetzt noch bestehenden Brücke über den Neumagen in Staufen verwendet. Die Querträger sind genietete Stahlträger, die über Gelenke an die Hauptträger angeschlossen sind. Die Brücke war bis etwa 1980 im Zuge einer Landesstrasse in Nutzung. Nach Schäden im Jahre 1986 (Risse in den Hauptträgern) wurde sie umfassend renoviert und wird seither als Fussgängerbrücke benutzt. Sie hat eine Spannweite von 13,48m, eine Breite von 7,5m. Die mittlere Wanddicke der Gussteile beträgt etwa 60mm. Die 1863 fertiggestellte Kuppel und die sie tragenden Stützen des Capitols in Washington bestehen aus Gusseisen, Abb. 14. Die Kuppel hat an der Basis einen Durchmesser von 30 m. Ihr Gesamtgewicht beträgt ca. 4.000to. Der Schubring am Fuss der Kuppel ist ein DoppelTTräger der ersten Generation. Er wurde 1857 gewalzt. Das Gusseisen der beispielhaft in den Abb. 13 und 14 dargestellten noch bestehenden Bauwerke des 19. Jahrhunderts entspricht weitgehend dem heute noch hauptsächlich im Maschinenbau verwendeten Gusseisen mit Lamellengraphit ENGJ100 (WerkstoffNr.: ENJL1010) nach DIN EN 1516. Wegen
Abb. 9: «Gehry-Building» der Novar-tis Pharma AG, Novartis Campus, Basel; Aufnahme (18.09.07) im Bau-zustand mit sichtbarem, die Glashaut tragendem Stahlskelett.
Abb. 10: In das «Gehry-Building» ein-gefügtes Gussstück
Abb. 11: Gusstück Werkstoff GS-20Mn5V nach DIN 17182 vor dem Einschweissen in das Tragwerk, Gewicht 4,8 t.
seiner sehr geringen plastischen Verformbarkeit wird es seit ca. 1900 im Bauwesen für tragende Bauteile nicht mehr genutzt.Trotz der aus heutiger Sicht für tragende Bauteile in Bauwerken nicht mehr akzeptablen Eigenschaften von Grauguss demonstrieren die noch erhaltenen und genutzten Bauwerke mit tragenden Graugussbauteilen beispielhaft die Dauerhaftigkeit gegossener metallischer Bauteile aus Eisengusswerkstoffen.Die Schweisseignung von Gusseisen, insbesondere von solchem aus der Zeit vor dem 20. Jahrhundert ist sehr gering. Schmelzschweissungen zur Instandhaltung oder Reparatur sollten daher dort nur in besonderen Fällen unter wissenschaftlicher Begleitung erwogen werden. Auf das Schweissen derartiger Bauteile wird im Folgenden nicht eingegangen. Näheres hierzu ist in den Literaturstellen [6] und [7] enthalten. In [8] ist beispielhaft das Vorgehen bei Reparaturschweissungen an Teilen der Kuppel des Capitols in Washington beschrieben.
GusswerkstoffeIn den Tabellen 1 und 2 sind die gebräuchlichsten Eisen und Aluminiumgusswerkstoffe mit den sie beschreibenden Normen aufgelistet. Bei den Tragfähigkeitsnachweisen metallischer Bauteile sind neben den elastischen Eigenschaften, die durch den EModul und die Querdehnungszahl beschrieben werden können, vor allem ihre Festigkeitseigenschaften und ihre Duktilität massgebend. In Abb. 15 sind die Bereiche der Mindestbruchdehnung und die zugehörige Mindestzugfestigkeit für genormte Gusswerkstoffe dargestellt. Daraus wird ersichtlich, dass Gusswerkstoffe Eigenschaften besitzen, wie sie auch von den entsprechenden gewalzten Halbzeugen bekannt sind. Abb. 16 enthält die Bereiche der Mindestbruchdehnung und die zugehörige Mindestzugfestigkeit der Gusswerkstoffe, die in den in Deutschland geltenden Technischen Baubestimmungen enthalten sind. Die Anwendung von Gussstücken für Bauwerke, die in Deutschland errichtet werden, wird in den folgenden Technischen Baubestimmungen behandelt:
Abb. 12: Strassenbrücke in Staufen, Baden, im Zuge einer Landesstrasse, Foto 1984
02/2009 Schweisstechnik/Soudure 9
Guss im konstruktiven Ingenieurbau f
Abb. 14: Kuppel des Capitol, Washington, Gusseisen, Gesamtgew. ca. 4.000 t
Abb. 13: Gusseiserne Brücke in Staufen, Baden; Herstellung der Gussteile für eine Eisenbahnbrücke 1845, Foto 2001
Bild 15
Abb. 15: Bereiche der Mindestbruchdehnung und der zugehörigen Mindest-zugfestigkeit für die im konstruktiven Ingenieurbau gebräuchlichen und genormten Gusswerkstoffe
Gusswerkstoffe auf Eisenbasis:• DIN 188001:200811. Stahlbauten. Bemessung und Kon
struktion• DIN 188007:200811. Stahlbauten. Ausführung und Her
stellerqualifikation
Gusswerkstoffe auf Aluminiumbasis:• DIN 41131:198005. Aluminiumkonstruktionen unter vor
wiegend ruhender Belastung. Berechnung und bauliche Durchbildung. DIN 41131:1980 als Bezugsgrundlage für DIN 41131/A1:200209
• DIN 41131/A1:200209. Aluminiumkonstruktionen unter vorwiegend ruhender Belastung. Berechnung und bauliche Durchbildung. Änderung A1
• DIN 41132:200209. Aluminiumkonstruktionen unter vorwiegend ruhender Belastung. Berechnung geschweisster Aluminiumkonstruktionen
• DINV 41133:200311. Aluminiumkonstruktionen unter vorwiegend ruhender Belastung. Ausführung und Herstellerqualifikation
Bei Anwendung der in den Technischen Baubestimmungen enthaltenen Angaben zur Bemessung (zum Beispiel Beanspruchbarkeiten) und Ausführung besitzen Tragstrukturen mit Gussstücken Tragfähigkeits und Gebrauchseigenschaften, die den gesetzlichen vorgeschriebenen Mindestforderungen entsprechen.Eine zentrale Forderung der Technischen Baubestimmungen hinsichtlich der für die Verwendbarkeit massgebenden Produkteigenschaften ist der Nachweis der äusseren und inneren Beschaffenheit durch zerstörungsfreie Prüfverfahren. Meist erfahren nur Teilbereiche eines Gussstückes hohe Beanspruchungen. In diesen Fällen ist es zweckmässig, in Abhängigkeit vom Ausnutzungsgrad Gütestufen für bestimmte Zonen festzulegen. Damit können die giesstechnischen Massnahmen zur Fehlervermeidung gezielt auf hoch beanspruchte Stellen ausgerichtet werden. Niedriger beanspruchte Bereiche dürfen im Gegensatz zu der dort benötigten Fehlerfreiheit bestimmte Inhomogenitäten aufweisen.Die Ermittlung und Darstellung von Beanspruchungszonen eines Gussstückes erfordert im Zuge der Bemessung einen verhältnismässig geringen Zusatzaufwand. Den Beanspruchungszonen können ihrem Beanspruchungsniveau entsprechend zulässige Inhomogenitäten zugeordnet werden. Erst dadurch wird in vielen Fällen eine wirtschaftliche Herstellung der Gussstücke möglich. In Tabelle 3 sind beispielhaft für un und für niedriglegierten Stahlguss jeweils 3 Beanspruchungszonen mit zugehörigen Gütestufen für vorwiegend ruhende Beanspruchungen festgelegt. Die darin enthaltenen Angaben für die äussere und innere Beschaffenheit von Gussstücken folgen den Empfehlungen im Sinne von Element 511 der DIN 188007:200209 und wurden in Tabelle 0 von DIN 188001:200811 übernommen. Zusätzlich wurden in dieser Tabelle den in den Technischen Baubestimmungen bis dahin nicht spezifizierten
10 Schweisstechnik/Soudure 02/2009
Guss im konstruktiven Ingenieurbauf
Bild 16
Abb. 16: Mindeststreckgrenzen und zugehörige Mindestbruchdehnungen der in den technischen Baubestimmungen enthaltenen Gusswerkstoffe
Abb. 17: Vermeidung von Werkstoffanhäufungen
Abb. 18: Vermeidung von Oberflächenfehlern durch schräg zur Horizontalen angeordnete Flächen
Gütestufen und Fehlergrössen bestimmte Ausnutzungsgrade zugeordnet. Dies geschah unter Berücksichtigung von Nenn und Spitzenspannungen infolge der Querschnittsverluste durch die Fehlstellen und in Anlehnung an zulässige Unregelmässigkeiten in Schmelzschweissnähten, die im Rahmen der Festigkeitsnachweise nach den Technischen Baubestimmungen als uneingeschränkt belastbar eingestuft sind. Die Ausnutzungsgrade sind durch eine Berechnung nach der Elastizitätstheorie zu ermitteln. Als vorwiegend ruhende Beanspruchung gelten Beanspruchungskollektive, bei denen ein Nachweis der Betriebsfestigkeit entbehrlich ist.Die Technischen Baubestimmungen regeln die Verwendbarkeit der Gusswerkstoffe nur für den Fall, dass ein Nachweis der Betriebsfestigkeit entbehrlich ist, d.h. für vorwiegend ruhende Beanspruchung.
Konstruktive GestaltungDie konstruktive Gestaltung von Gussstücken muss neben den Erfordernissen aus den Beanspruchungen auch die Besonderheiten der Fertigungsmethode des Giessens berücksichtigen. Die Übertragung der an fehlerfreien Proben ermittelten Widerstandswerte auf Bauteile setzt voraus, dass das Tragverhalten der entsprechend beanspruchten Querschnitte nicht durch Fehlstellen beeinträchtigt wird. Solche Fehlstellen sind häufig Hohlräume. Die beiden häufigsten Ursachen, die zur Entstehung von Hohlräumen in Gussstücken führen, sind:• Schrumpfung und Schwindung im inneren Bereich von
Werkstoffanhäufungen, der von zuvor erstarrtem Werkstoff umgeben ist, (Lunker) und
• die Einwirkung von Gasen und Dämpfen auf die Oberflächen der Gussstücke infolge der Erwärmung der Formstoffe beim Giessvorgang (Blasen).
Zur Vermeidung von Schrumpfungs und Schwindungshohlräumen (Lunker) sind Werkstoffanhäufungen zu vermeiden. Abb. 17 gibt entsprechende konstruktive Empfehlungen. Weitere spezielle Gesichtspunkte der Giessformherstellung sind in den Abb. 18 bis 20 dargestellt. Mit ComputerSimulationen kann inzwischen das Auftreten von Inhomogenitäten relativ genau vorhergesagt werden. Moderne Giessereien verfügen über diese Möglichkeit, mit der der Konstrukteur bereits bei der Planung, vor der Herstellung der Gussstücke, die zu erwartende Fehlerverteilung in den Gussstücken ermitteln kann.Wegen der speziellen Einflüsse der Giesstechnologie auf die Gestaltung der Gussstücke ergibt sich die Notwendigkeit, bereits in einem frühen Stadium der Realisierung eines Bauwerkes einen Informationsaustausch zwischen dem Gussstückhersteller, dem Tragwerksplaner und dem Hersteller der Konstruktion durchzuführen.Den durch die Technologie des Giessens bedingten einschränkenden Gestaltungsgrundsätzen stehen die Vorteile einer im übrigen weitgehend freien, an keine Werkzeuge gebundenen Formgebung gegenüber.
02/2009 Schweisstechnik/Soudure 11
Guss im konstruktiven Ingenieurbau f
Form A Form B
Form C Form D
Form E Form F
Form G Form H
Bild 20
Abb. 19: Formschrägen zum Entfernen des Modells (z.B. Sandguss) oder des Gusstückes aus der Kokille
Abb. 20: Lagerung der hohlraumbildenden Kerne
Abb. 21: Beispiele von Gussknotenpunkte für Fachwerkkonstruktionen mit K-Knoten
Zur Demonstration der Gestaltungsmöglichkeiten mit Gussstücken sind in Abb. 21 Beispiele von gegossenen Knoten für Fachwerkkonstruktionen aus Rohren mit KKnoten dargestellt.
Schweissen von GussstückenDas Einfügen von Gusstücken mittels Schmelzschweissverfahren in Tragwerke an Stellen mit komplexer geometrischer Form und hohen Beanspruchungen (z.B. Knoten von Stabtragwerken) ermöglicht formschöne und zugleich wirtschaftliche Lösungen, setzt aber eine ausreichende Schweisseignung der Gusswerkstoffe voraus. Für Schweissungen an Gussstücken gelten die in Tabelle 4 beschriebenen Begriffe. In Tabelle 5 ist den im bauaufsichtlichen Bereich vorwiegend verwendeten Gusswerkstoffen, die für das Lichtbogenschmelzschweissen zu erwartende Schweisseignung und die Anwendbarkeit nach den Technischen Baubestimmungen für tragende Verbindungen zugeordnet.In den in Deutschland geltenden Technischen Baubestimmungen sind das Schweissen, die Beanspruchbarkeiten von Schweissverbindungen und die einzuhaltenden qualitätssichernden Massnahmen detailliert geregelt.Tabelle 6 enthält exemplarisch beim Schmelzschweissen von Stahlguss vorkommende Schweissfugenformen für «Mischkonstruktionen» zwischen GS20Mn5V nach DIN 17182 und S355 nach DIN EN 10025 mit t=25mm. In Tabelle 7 sind die Vor und Nachteile der aufgeführten Nahtformen einander gegenübergestellt.Die beim Schmelzschweissen unvermeidlich auftretenden örtlichen thermischen Einwirkungen üben auf die zu fügenden Teile Einflüsse aus, die berücksichtigt und in Grenzen gehalten werde müssen.Es sind dies hauptsächlich:• metallurgische Vorgänge im Schweissgut und den angren
zenden Grundwerkstoffen (Gefüge im Schweissnahtübergang)
• Auswirkungen von Eigenspannungen auf die Fügestelle und das Bauteil (Spannungsempfindlichkeit).
Schweissbetriebe, die an tragenden Teilen von Bauwerken schweissen, die in Deutschland zur Anwendung kommen, müssen zum Nachweis, dass sie die bauaufsichtlich geforderten Qualitätssicherungsmassnahmen einhalten, eine entsprechende Herstellerqualifikation (ehemals Eignungsnachweis zum Schweissen) besitzen. Dies gilt für alle Schweissungen im Sinne der Tabelle 4. Diese Bescheinigungen werden von Stellen, die von der obersten Bauaufsichtsbehörde für diese Aufgabe anerkannt sind, ausgestellt [9].Geschweisste Stahlbauten können bei Beschädigungen mit relativ geringem Aufwand durch Instandsetzungsschweissungen repariert werden. Im Falle von Nutzungsänderungen können durch Schweissnähte verhältnismässig einfach Verstärkungen, zusätzliche Tragelemente oder das Tragwerk erweiternde Bauteile angefügt werden. Dieser Vorteil geschweisster Stahlbauten bleibt erhalten und gilt auch für Stahlbauten mit Bautei
len aus Stahlguss, da diese auch im eingebauten Zustand eine ausreichende Schweisseignung besitzen. Die Instandsetzung eines durch eine aussergewöhnliche Beanspruchung beschädigten, gegossenen Zahnkranzes belegt diese Feststellung. Die Abb. 22 und 23 zeigen den durch Schweissarbeiten wieder einsatzfähigen Zahnkranz eines Drehrohrofens für die Zementherstellung.
Zusammenfassung Der Trend, gegossene Bauteile in Tragstrukturen an Stellen mit komplizierter Geometrie und hoher Beanspruchung zu verwenden, hat sich in jüngster Zeit verstärkt. Die damit möglichen konstruktiven Lösungen sind ästhetisch ansprechend und zugleich wirtschaftlich sowie sicher, wenn man die sich aus der Giessereitechnik ergebenden Besonderheiten beachtet. Die Einbindung der Hersteller von Gussbauteilen in den Planungsprozess fördert die erfolgreiche Anwendung im Konstruktiven Ingenieurbau. Es ist zweckmässig und wichtig, bereits in einem frühen Stadium der Realisierung eines Bauwerkes einen Informationsaustausch zwischen dem Gussstückhersteller, dem Tragwerksplaner und dem Hersteller der Konstruktion durchzuführen.
1) Werden die maximalen Wanddicken überschritten, so muss eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des DIBt oder eine Zustimmung im Einzelfall erteilt werden.2) Diese Werte entsprechen den Mindestwerten und sind durch Abnahmeprüfzeugnisse nachzuweisen.
1) Werden die maximalen Wanddicken überschritten, so muss eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des DIBt oder eine Zustimmung im Einzelfall erteilt werden.2) Diese Werte entsprechen den Mindestwerten und sind durch Abnahmeprüfzeugnisse nachzuweisen.
Werkstoffe, Werkstoffzustände, Giessverfahren Erzeugnis-dicke1) t
mm
Streckgrenze2) βz
N/mm²
Zugfestigkeit2)β0,2
N/mm²
E–ModulE
N/mm²
SchubmodulG
N/mm²
Temperaturdehnzahl αTK-1DIN EN 1706 DIN1725-2 Zustand Guss3)
EN AC-513004)EN AC-AlMg5
G/GK-AlMg5 FK
≤ 20
70 126 70 000 27 000 2,3*10-5
S 63 112
EN AC-42100EN AC-AlSi7Mg0,3
G/GK-AlSi7MgT6 K 147 203
T64 K 126 175
EN AC-42200EN AC-AlSi7Mg0,6
–T6 K 168 224
T64 K 147 203
EN AC-43000EN AC-AlSi10Mg(a)
G/GK-AlSi10Mg F K 63 126
EN AC-43300EN AC-AlSi9Mg
G/GK-AlSi9Mg
T6 K 147 203
S 133 161
T64 K 126 175
EN AC-44200EN AC-AlSi12(a)
G/GK-AlSi12 FK 56 119
S 49 105
1) Wird die maximale Wanddicken überschritten, so muss eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des DIBt oder eine Zustimmung im Einzelfall erteilt werden, siehe 3. Bau-rechtliche Regelungen.
2) Diese Werte entsprechen 70% der in DIN 1706 angegebenen Werte. Sie müssen durch Prüfung an zwei Prüfstücken je Charge, an Proben aus der höchstbeanspruchten Stelle des Gusstückes erreicht werden. Die Bruchdehnung muss mindestens 2% betragen.
3) K: Kokillenguss, S: Sandguss4) Bei Aussenbauteilen sind die Hinweise zur Korrosionsbeständigkeit in DIN V 4113-3 zu beachten.
02/2009 Schweisstechnik/Soudure 13
Guss im konstruktiven Ingenieurbau f
Tab. 1: Nach DIN 18800-1:1990-11 vorgesehene Eisengusswerkstoffe und für die Bemessung zu verwendende charakteristische Werte
Tab. 1 a: Nach DIN 18800-1:2008-11 vorgesehene Eisengusswerkstoffe und für die Bemessung zu verwendende charakteristische Werte
Tab. 2: Nach der technischen Baubestimmungen DINV 4113-1/A1:2002-09 vorgesehene Aluminiumgusswerkstoffe und für die Festlegung der zulässigen Spannungen verwendete Festigkeitskennwerte
1) Alle Befunde der Oberflächenrissprüfung und die registrierpflichtigen Anzeigen der Ultraschallprüfung sind dem Entwurfsverfasser durch Eintragungen in die Fertigungszeichnungen bekannt zu geben.
2) Zur visuellen Bestimmung von Oberflächenfehlern kann auch DIN EN 12454 vereinbart werden.3) Der Nachweis ist erbracht, wenn 10% der Gusstücke einer Produktionseinheit keine unzulässigen Befunde aufweisen.4) Der Ausnutzungsgrad ist die höchste im Gussstück auftretende Spannungskomponente bezogen auf die Beanspruchbarkeit. 5) Oberflächenrisse mit Tiefen über 3mm sind unzulässig.6) Innerhalb einer Bezugsfläche dürfen nicht gleichzeitig Reflektoren im «Rand» und «Kern» auftreten.
Produktionsschweissen(Herstellungsschweissen)
Jede Art Schweissung, die während der Produktion (Herstellung) von Gussstücken vor der endgültigen Lieferung an den Kunden ausgeführt wird. Dies schliesst Verbindungs- und Fertigungsschweissen ein.
Verbindungsschweissen Schweissung, um Gussstücke zusammenzuschweissen oder mit anderen Halbzeugen zu verbinden.
FertigungsschweissenSchweissung, die während der Produktion (Herstellung) von Gussstücken ausgeführt werden, um Gussfehler oder Gussöffnungen zu beseitigen, um so die vereinbarte Qualität des Gussstückes sicherzustellen.
Reparaturschweissen(Instandsetzungsschweissen)
Jede Art Schweissung nach der Auslieferung an den Endkunden, um Schäden zu beheben, die im funktionellen Einsatz des Gussstückes entstanden sind.
Gusswerkstoff Werkstoffnorm Schweisseignung1)Beanspruchbarkeit der Schweissverbindungenähnlich Grundwerkstoff
Schweissen nach TechnischenBaubestimmungen möglich1)
Stahlguss für allgemeine Verwendung GS- DIN 1681 bedingt ja ja2)
Stahlguss mit verbesserter Schweißeignung GS- DIN 17182 gut ja ja2)
Vergütungsstahlguss GS- DIN 17205 bedingt ja nein3)
Korrosionsbeständiger Stahlguss GX- DIN EN 10283 bedingt ja nein3)
Temperguss nichtentkohlend geglüht EN-GJMB- (GTS-)DIN EN 1562
gering nein -
Temperguss entkohlend geglüht EN-GJMW- (GTW-)sehr gut
bei t< 8mmja
bei t< 8mmnein3)
Gusseisen mit Lamellengraphit EN-GJL- (GGL-) DIN EN 1561 sehr gering nein -
Gusseisen mit Kugelgraphit EN-GJS- (GGG) DIN EN 1563 gering nein -
Aluminiumgusswerkstoffe EN AC- DIN EN 1706 gut ja nein3)
1) Bei Anwendung von Lichtbogen-Schmelzschweißprozessen und Einhaltung der im Metallbau üblichen qualitätssichernden Maßnahmen2) Für die in der Bauregelliste genannten Sorten3) Über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder Zustimmung im Einzelfall möglich, siehe Abschnitt 3. Baurechtliche Regelungen
14 Schweisstechnik/Soudure 02/2009
Guss im konstruktiven Ingenieurbauf
Tab. 4: Begriffe für Schweissungen an Gussstücken
Tab. 3: Zuordnung von Beanspruchungszonen (Ausnutzungsgrad) zu erforderlichen Gütestufen bei Stahlgussstücken für vorwiegend ruhende Beanspruchung
Tab. 5: Beanspruchbarkeit und Anwendung von Schweissverbindungen an Gussstücken in Bauwerken
Schweißfugenformen Die Schweißnahtflanken der Gussstücke sind
spanend (zumindest mit Winkelschleifern) von der Gusshaut zu befreien.
Walzstahl t = 25mm
nicht vor- wiegend ruhend
χ = +0,1 Maße in mm RIL 804
Gussstück GS-20Mn5V
Walzstahl S355
Nahtgütenachge- wiesen
σw,R,d N/mm²
Nahtgüte Nicht nach-gewiesen σw,R,d
N/mm² Kerb- gruppe
Δσ N/mm²
1
236 h ≤ 4 x ≥ 1
189 h ≤ 4 x ≥ 1
K II KV
1292) 97
h ≤ 3 x ≥ 4
2
236 h ≤ 4 x ≥ 1
189 h ≤ 4 x ≥ 1
-3)
-3) (36)4) h ≤ 3 x ≥ 4
3
236 h ≤ 4 x ≥ 1 c ≤ 3
189 h ≤ 4 x ≥ 1 c ≤ 3
KIX
61 h ≤ 3 x ≥ 4 c ≤ 2
4
236 h ≤ 4 x ≥ 1 c ≤ 3
189 h ≤ 4 x ≥ 1 c ≤ 3
KIX
61 h ≤ 3 x ≥ 4 c ≤ 2
236 h ≤ 4 c ≤ 3
189 h ≤ 4 c ≤ 3 5
bei Δt ≥ 10 nicht normkonform
-3)
236 h ≤
189 h ≤
6 bei Δt ≥ 10 nicht
normkonform
-3)
1) Kantenversatz nach DIN EN 25817 (DIN EN ISO 5817) Bewertungsgruppe B und C. 2) Sondergüte, Nähte kerbfrei blecheben verschliffen. 3) Nach RIL 804 nicht vorgesehen, zuverlässige Einstufung in eine Kerbgruppe nicht möglich. 4) Wert nach DINVENV 1993 (EC 3) Tabelle 6: Zu erwartende Widerstandswerte für Stumpfnähte in Abhängigkeit von der Schweißfugenform bei „Mischkonstruktionen“ zwischen Gussstücken aus GS-20Mn5V nach DIN 17 182 und gewalzten Halbzeugen aus S355 nach DIN EN10025
Vorteile Nachteile
1• Ausführung mit den grössten Widerstandswerten, • Ermittlung von Schweissnahtfehlern mit zerstörungsfreien Prüfmethoden gut
möglich.
• Naht muss von beiden Seiten zugänglich sein, • erforderliche Passgenauigkeit ist unter Montagebedingungen nur sehr schwer
einzuhalten.
2• Schweissen von nur einer Seite möglich,• Ermittlung von Schweissnahtfehlern mit zerstörungsfreien Prüfmethoden gut
möglich.
• Wurzelschweissung schwierig, daher besonders geübte und geprüfte Schweisser erforderlich,
• Passgenauigkeit unter Montagebedingungen nur sehr schwer einzuhalten, • mechanisierte Schweissprozesse für die Wurzelschweissung nicht möglich.
3
• Fertigungs- und montagefreundliche Ausführ-ung für nur von einer Seite zugängliche Nähte
• Toleranzen quer zur Naht können gut ausge-glichen werden, • Ermittlung von Schweissnahtfehlern mit zerstörungsfreien Prüfmethoden gut
möglich.
• Beim Anschluss von Hohlprofilen ist die Einhaltung des maximal zulässigen, Wurzelspaltes t1 ohne maschinelle spanende Bearbeitung oft nicht möglich.
4Zusätzlich zu den Vorteilen der Nahtform 3: • Schweissnahtvolumen wird verkleinert, Schweisszeit verkürzt, Anschrägen am
Walzstahl entfällt.
Zusätzlich zu den Nachteilen der Nahtform 3: • Die Steilflanke am Teil aus Walzstahl erhöht die Gefahr von Flankenbindefehlern, • Eine Ultraschallprüfung ist dringend zu empfehlen.
5Zusätzlich zu den Vorteilen der Nahtform 3: • Wurzelspalt t1 kann ohne maschinelle spanabhebende Bearbeitung eingehalten
werden.
• Zusätzlicher Aufwand zum Herstellen und Anschweissen der Badsicherung,• Bei Δt ≥ 10mm1) keine zuverlässige Einstufung der Widerstandswerte für
Stumpfnähte nach den technischen Baubestimmungen möglich.
6Zusätzlich zu den Vorteilen der Nahtform 2: • Abweichungen infolge Toleranzen rechtwinklig zur Naht können gut ausgeglichen
werden.
Zusätzlich zu den Nachteilen der Nahtform 2: • Wurzelschweissung wegen ungleicher Wärmeableitung äusserst schwierig, • Bei Δt ≥ 10mm1) keine zuverlässige Einstufung der Widerstandswerte für
Stumpfnähte nach den technischen Baubestimmungen möglich.
1) Siehe DIN 18800-1 Element 515
Literatur und Anschriften:[1] Steidl, G.: Guss im konstruktiven Ingenieurbau
Bauteile aus Eisen und Aluminiumwerkstoffen in Tragwerken
Band 33. DVSVerlag, Düsseldorf 2006
[2] Saal, H., G. Steidl u. M. Volz: Guss im Konstruktiven Ingenieurbau Gussstücke in Bauwerken konstruieren + giessen 31 (2006) Nr. 2, S. 2 – 13
[3] Schlaich, J., u. H. Schober: Bahnbrücken am Lehrter Bahnhof in Berlin – Die Humboldthafenbrücken Stahlbau 68 (1999), H. 6, S. 448 – 456
[4] Göppert, K., A. Kratz, u. P. Pfoser: Entwurf und Konstruktion einer S – förmigen Fußgängerbrücke in Bochum. Stahlbau 74 (2005), H 2, S. 126 – 133
[5] Wenzel, F., R. Käpplein u.a.: Historische Eisen und Stahlkonstruktionen, Sonderforschungsbereich 315: Erhalten historisch bedeutsamer Bauwerke Baugefüge, Konstruktionen, Werkstoffe Universität Karlsruhe (2001)
[6] Grundmann, H.: Schweißen von Gusseisenwerkstoffen und Stahlguss; Praxis Band 8, DVSVerlag, Düsseldorf 1971
[7] Sicherung der Güte von Schweißverbindungen an Gussstücken 5. Sondertagung am 2. und 3. April 1992 in Hamburg DVSBericht Band 149, DVSVerlag, Düsseldorf [8] Siewert, T.A. u. A. : Weld Repair of the U.S. Capitol Dome US Department of Comerce National Institut of Standards and Technology [9] Anerkannte Stellen zur Bescheinigung von Herstellerqualifikationen: In Deutschland: Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine Universität Karlsruhe, Kaiserstr. 12, 76131 KarlsruheEMail: [email protected]karlsruhe.de
Niederlassung der GSI Gesellschaft für Schweißtechnik International mbH, Aachenerstr. 172, 40223 Düsseldorf, Tel.: 0211 1596227;
In der Schweiz: Schweizerischer Verein für Schweisstechnik, St. AlbanRheinweg 222, CH4052 Basel, Tel.: +41 61 317 84 84
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Guss im konstruktiven Ingenieurbau f
Tab. 7: Vor- und Nachteile der in Tabelle 6 dargestellten Schweissfugenformen
Tab. 6: Zu erwartende Widerstandswerte für Stumpfnähte mit Nahtöffnungswinkeln von 45° bis 55° in Abhängigkeit von der Schweissfugenform bei «Mischkonstruktionen» zwi-schen Gussstücken aus GS-20Mn5V nach DIN 17 182 und gewalzten Halbzeugen aus S355 nach DIN EN10025 mit t = 25 mm. Bei dem Gusswerkstoff G20Mn5 nach der jetzt gültigen Norm DIN EN 10293 müssen die Werte für die Beanspruchbarkeit bei vorwie-gend ruhender Beanspruchung um den Faktor 0,83 verringert werden
Die neue ISO 14175:2008 Vom Schutzgas zum Prozessgas
Bis Mitte 2009 wird die neue Norm ISOI 14175 umgesetzt. Im Vergleich zur EN 439 hat sie einen erweiterten Anwendungsbereich. Sie soll angewendet werden auf Gase und Mischgase, «die zum Verbindungsschweissen und für verwandte Prozesse» verwendet werden, ohne jedoch nur darauf begrenzt zu sein. Zu diesen Prozessen zählen:• WolframInertgasschweissen (141)• MetallSchutzgasschweissen (13)• Plasmaschweissen (15)• Plasmaschneiden (83)• Laserstrahlschweissen (52)• Laserstrahlschneiden (84)• Lichtbogenlöten (972)
Neu hinzugekommen sind richtigerweise die seit Erscheinen der EN 439 neu etablierten Prozesse wie Laserstrahlverfahren und Lichtbogenlöten. LaserResonatorgase und Brenngase wie z.B. Acetylen sind ausgenommen. Der Wurzelschutz, der in der EN 439 noch eigens erwähnt wurde, wird in der ISO 14175 unter «verwandte Prozesse» geführt. Es erscheint besonders bedeutsam, dass mit dieser Norm das Schweissgas erstmals nicht als Hilfsstoff bzw. Verbrauchsstoff geführt, sondern als prozessrelevante Einflussgrösse verstanden wird. Dafür steht die Bezeichnung «Prozessgas» anstelle von «Hilfsstoff».
Eberhard Brune , PanGas AG Dagmersellen
Einteilung und Bezeichnung
Standardgase und -mischgaseDie Einteilung der Gase und Mischgase erfolgt wie bisher in Gruppen (Haupt und Untergruppen), die am generellen chemischen Verhalten des Gases orientiert sind. Die neue und bisherige Zuordnung zeigt Tabelle 1.
Die neuen Hauptgruppen sind:I: inerte Gase und inerte Mischgase;M1, M2, M3: oxidierende Mischgase mit Sauerstoff und/
oder Kohlendioxid;C: stark oxidierende Gase und stark oxidierende
Mischgase;R: reduzierende Mischgase;N: reaktionsträges Gas oder reaktionsträges
Mischgas mit Stickstoff;O: Sauerstoff;Z: Mischgase mit Komponenten, die in Tabelle
2 nicht enthalten sind oder Mischgase, deren Zusammensetzung ausserhalb der in Tabelle 2 aufgeführten Bereiche liegt.
DIN EN 439:1994 ISO 14175:2008
Hauptgruppe Untergruppe Hauptgruppe Untergruppe
I
1
I
1
2 2
3 3
M1
1
M1
1
2 2
3 3
4 4
M2
1
M2
0
1
2 2
3 3
4
4
5
6
7
M3
1
M3
1
2 2
3
3
4
5
C1
C1
2 2
R1
R1
2 2
F
1
N
1
- / - 2
- / - 3
- / - 4
2 5
Bitte beachten: Dieser Vergleich betrifft nur die Aufteilung der Haupt- und Untergruppen. Die Bereiche der Gaskomponenten können
sich unterscheiden, daher sind gleichlautende Gruppen nicht zwangsläufig äquivalent!
Tabelle 1
Alle diese Hauptgruppen sind (ausser Z) in weitere Untergruppen aufgeteilt, um eine feinere Unterscheidung gemäss des Reaktionsverhaltens des Gasgemisches zu erlauben. Die neuen Haupt und Untergruppen sind Tabelle 2 zu entnehmen.
BezeichnungDer Einteilung folgt das Symbol für das Basisgas, die Symbole für die anderen Gasekomponenten in abnehmender Folge ihres Prozentgehaltes und danach die Werte für die NennZusammensetzung in Volumenprozent, getrennt durch einen Schrägstrich.
Beispiele für Einteilung und Bezeichnung:Mischgas mit 7% Kohlendioxid, 4% Sauerstoff und Rest Argon:Einteilung: ISO 14175 – M25Bezeichnung: ISO 14175 – M25 – ArCO7/4
Mischgas mit 30% Helium, Rest Argon:Einteilung: ISO 14175 – I3Bezeichnung: ISO 14175 – I3 – ArHe30
Mischgas mit 5% Wasserstoff, Rest Argon:Einteilung: ISO 14175 – R1Bezeichnung: ISO 14175 – R1 – ArH5
Mischgas mit 7,5% Argon, 2,5% Kohlendioxid und Rest Helium:Einteilung: ISO 14175 – M12Bezeichnung: ISO 14175 – M12 – HeArC7,5/2,5
SondergemischeEnthält ein Mischgas ausschliesslich Komponenten, die zwar in Tabelle 2 aufgeführt sind, jedoch ausserhalb der benannten Konzentrationsbereiche liegen, so fällt es in die Gruppe Z. Dem Symbol für das Basisgas folgen dann die einzelnen Komponenten sowie deren Gehalte in absteigender Reihenfolge.
Beispiel:Mischgas mit 30% Helium, 0,05% Sauerstoff und Rest Argon (alle Komponenten sind Bestandteil der ISO 14175, jedoch liegt der Sauerstoffanteil ausserhalb der in Tabelle 2 gegebenen Bereiche):Einteilung: ISO 14175 – ZBezeichnung: ISO 14175 – Z – ArHeO30/0,05
Enthält ein Mischgas teilweise oder ausschliesslich Komponenten, die in Tabelle 2 nicht aufgeführt sind, so fällt das Gemisch ebenfalls in die Gruppe Z. Dem Buchstaben Z folgen das Symbol für das Basisgas, danach die Symbole für die Komponenten in absteigender Reihenfolge ihres Prozentgehaltes, wobei der nicht aufgeführten Komponente ein Pluszeichen vorangestellt ist, sowie die Werte für die Nennzusammensetzung in Volumenprozent, getrennt durch einen Schrägstrich.
Symbol Komponenten in Volumen-Prozent (nominell)
Haupt-gruppe
Unter-gruppe
oxidierend inertredu-
zierend
reakti-onsträ-
ge
CO2 O2 Ar He H2 N2
I 1 100
2 100
3 Rest a 0,5 - 95
M1 1 0,5-5 Rest a
2 0,5-5 Rest a
3 0,5-3 Rest a
4 0,5-5 0,5-3 Rest a
M2 0 5-15 Rest a
1 15-25 Rest a
2 3-10 Rest a
3 0,5-5 3-10 Rest a
4 5-15 0,5-3 Rest a
5 5-15 3-10 Rest a
6 15-25 0,5-3 Rest a
7 15-25 3-10 Rest a
M3 1 25-50 Rest a
2 10-15 Rest a
3 25-50 2-10 Rest a
4 5-25 10-15 Rest a
5 25-50 10-15 Rest a
C 1 100
2 balance 0,5-30
R 1 Rest a 0,5-15
2 Rest a 15-50
N 1 100
2 Rest a 0,5-5
3 Rest a 5-50
4 Rest a 0,5-10 0,5-5
5 0,5-50
O 1 100
ZMischgase mit Komponenten, die nicht in der Tabelle aufgeführt sind oder Mischgase mit einer Zusammensetzung ausserhalb der angegebenen Bereiche b
a Für diese Einteilung darf Argon teilweise oder vollständig durch Helium ersetzt werdenb Zwei Mischgase mit derselben Z-Einteilung dürfen nicht gegeneinander ausge-tauscht werden.
Tabelle 2
Beispiel:Mischgas mit 0,03% Krypton, chemisches Zeichen Kr, Rest Argon:Einteilung: ISO 14175 – ZBezeichnung: ISO 14175 – Z – Ar+Kr0,03
Übersicht der wichtigsten ÄnderungenNeben dem Anwendungsbereich der neuen Norm sowie Änderungen etwa bei Gasereinheiten und Mischgenauigkeiten betreffen die wesentlichen Änderungen zum einen die normgerechte Bezeichnung der Gase und Gasgemische, zum anderen die Gruppeneinteilung.
Gasebezeichnung – Änderungen und KonsequenzenZusätzlich zur Gruppeneinteilung enthält die komplette Gasebezeichnung jetzt auch die chemische Zusammensetzung. In Anlehnung an das aus der AWS A5.32 gebräuchliche System folgen der Gruppenkennzeichnung die Symbole der einzelnen Gasekomponenten sowie deren Prozentgehalte. Die Gasekomponente mit dem höchsten Prozentgehalt wird als Basisgas bezeichnet und steht immer vorneweg.Damit entfällt z.B. die Kennzeichnung eines Heliumgehaltes anhand einer Kennzahl in Klammern, wie es in der DIN EN 439 praktiziert wurde. Im neuen System darf in den Gruppen M1, M2, M3, C, R und N das Argon teilweise oder vollständig durch Helium ersetzt werden.Enthielt ein Mischgas zum MAGSchweissen von Baustahl beispielsweise 20% Kohlendioxid und 31% Helium, Rest Argon, so lautete die bisherige Bezeichnung: DIN EN 439 – M21(1)Gemäss der neuen Norm ist die Bezeichnung jedoch: ISO 14175 – M21 – ArHeC31 /20Ein ähnliches Mischgas, welches bei gleichem Kohlendioxidgehalt jedoch 70% Helium enthält, war nach alter Norm als DIN EN 439 – M21(3) zu bezeichnen, während es nach neuer Norm ISO 14175 – M21 – HeCAr20/10 zu nennen wäre.Das Symbol für Helium steht nun an erster Stelle, weil es mit einem Gehalt von 70% als Basisgas gilt. Das Reaktionsverhalten bleibt mit jeweils 20% CO2 jedoch unverändert, weshalb die Einteilung nach wie vor «M21» lautet. Das neue Bezeichnungssystem ist also wesentlich präziser geworden, ohne jedoch die gewohnten Freiheiten zu nehmen. Auch mit der neuen Norm ist es z.B. möglich, auf einer Schweissanweisung lediglich ein Gas vom Typ «M21» zu fordern, die genaue Zusammensetzung aber offen zu lassen. Die Angabe auf dem Gasbehälter erfordert allerdings zwingend die vollständige Gasebezeichnung, um Verwechslungen auszuschliessen. Gruppeneinteilung – Änderungen und KonsequenzenBei den Hauptgruppen sind einige hinzugekommen, andere wurden entfernt, die Anzahl der Untergruppen wurde zum Teil erheblich erweitert bzw. deren Konzentrationsbereich eingeschränkt. Damit wurde einem Hauptkritikpunkt an der alten
Norm Rechnung getragen, nämlich dass einige der alten Gruppen sehr grosse Bereiche abdeckten. Das galt z.B. für die alte Gruppe M21, die Kohlendioxidgehalte zwischen 5 und 25% Prozent zuliess. In der Praxis ergeben sich zwischen den beiden Extremen dieser Gruppe erhebliche Unterschiede im Schweissergebnis und Schweissverhalten, weshalb in der Regel ohnehin die komplette Zusammensetzung des Gases oder ein Markenname angegeben wurde.Eine Änderung wurde gruppenübergreifend vorgenommen, nämlich die untere Grenze bei den Bereichsangaben. War in der EN 439 noch von «>0» die Rede, beginnen die Bereiche jetzt durchgängig bei «>0,5».Im folgenden werden die Änderungen im Detail beschrieben.Die aus der EN439 bekannte Hauptgruppe F ist entfallen bzw. in der neuen Hauptgruppe N aufgegangen.
Hauptgruppe IAlle Untergruppen (I1 bis I3) blieben unverändert.
Hauptgruppe M1Alle Untergruppen (M11 bis M14) blieben unverändert
Hauptgruppe M2Die Untergruppe M21 (EN439: 5 bis 25% CO2) wurde aufgeteilt in eine neue Untergruppe M20 (5 bis 15% CO2) und eine Untergruppe M21 (15 bis 25% CO2). Das weitverbreitete 18%CO2Gemisch (z.B. CORGON® 18) bleibt von der Änderung unberührt.Die Untergruppen M22 und M23 blieben unverändert.Die Untergruppe M24 (EN439: >0 bis 25% CO2, >0 bis 8% O2) wurde aufgeteilt in vier neue Gruppen von M24 bis M27, um eine feinere Einteilung und weniger grosse und damit ungenaue Bereiche zu erzielen. Details zeigt Tabelle 2.
Hauptgruppe M3Die Untergruppen M31 und M32 blieben unverändert.Die Untergruppe M33 (EN439: >5 bis 50% CO2, >8 bis 15% O2) wurde aufgeteilt in drei neue Gruppen von M33 bis M35, mit jeweils kleineren Bereichen für CO2 und Sauerstoff. Details sind in Tabelle 2 zu sehen.
Hauptgruppe CAlle Untergruppen (C1 und C2) blieben unverändert.
Hauptgruppe RUntergruppe R1 blieb unverändert, Untergruppe R2 wurde von >15 bis 35% H2 auf >15 bis 50% H2 erweitert, um z.B. bestimmten Plasmaschneidanwendungen Rechnung zu tragen.
Hauptgruppe NDie Hauptgruppe N ist neu hinzugekommen. In ihr finden sich jetzt alle Gasgemische, die Stickstoff enthalten, sowie Reinstickstoff. Die alte Gruppe F wurde somit überflüssig.
Hauptgruppe O:Die Gruppe O ist neu hinzugekommen und umfasst lediglich eine einzige Untergruppe O1, in welcher reiner Sauerstoff enthalten ist.
Hauptgruppe Z:In der DIN EN 439 wurden Sondergemische, also solche Gemische, die nicht ohne weiteres in die Gruppen einzuordnen waren, mit dem Buchstaben «S» gekennzeichnet und der nächstliegenden Gruppe zugeordnet. Die zusätzliche Komponente wurde mitsamt ihrem Prozentgehalt angegeben.
Beispiel:Mischgas mit 6% Stickstoff, 1% Wasserstoff und Rest Argon:DIN EN 439 – S R1 + 6N2
Gemäss neuer Norm heisst ein solches Gemisch jetzt: ISO 14175 – Z – ArNH6/1.
Die neugeschaffene Gruppe N4 wäre für dieses Gemisch nicht passend, weil diese nur bis 5% N2 gültig ist. Das beschriebene Gemisch liegt somit ausserhalb des in der Norm gebenen Bereiches und wird zum Sondergemisch.Es ist einleuchtend, dass Sondergemische, also in der Gruppe «Z» eingestufte Gase, immer mit vollständiger Bezeichnung angegeben werden müssen, da die Angabe der Einteilung allein («ISO 14175 – Z») keinerlei Hinweis auf Zusammensetzung und chemische Natur des Gasgemisches liefert.
MischgenauigkeitenDie Anforderungen an die Mischgenauigkeiten wurden fehlerbereinigt, aber im Vergleich zur alten Norm nicht wesentlich verändert.Sie beträgt ±10% vom Nennwert für Komponenten mit einem Volumenanteil >5%, und ±0,5% absolut für Komponenten mit einem Volumenanteil von 1 bis 5%. Gaskomponenten mit einem Volumenanteil von weniger als 1% sind in der ISO 14175 nicht vorgegeben und müssen im Bedarfsfall mit dem Gaselieferanten gesondert spezifiziert werden.
Beispiel:Ein Mischgas mit einer Nennzusammensetzung von 30% Helium und 4% Sauerstoff muss zwischen 27 und 33% Helium und 3,5 bis 4,5% Sauerstoff enthalten.
Reinheiten und TaupunkteFür die Hauptgruppe M wurde die geforderte Mindestreinheit von 99,70 auf 99,90% erhöht, für die Hauptgruppe C von 99,70 auf 99,80%. Die zulässigen Feuchtegehalte bleiben unverändert, mit Ausnahme der Gruppen C und O, bei denen der maximal zulässige Feuchtegehalt nach unten korrigiert wurde. Diese Änderungen haben für den Anwender jedoch kaum praktische Konsequenzen, weil die Mischgase in der Regel standardmässig in höheren Reinheiten angeboten werden. Eine Übersicht über die Änderungen zeigt Tabelle 3.
KennzeichnungDie neue ISO 14175 schreibt jetzt auch vor, dass jeder Gasbehälter auf der Aussenseite mindestens mit folgenden Angaben gekennzeichnet sein muss:
Name der Herstellers oder des LieferantenHandelsbezeichnung (z.B. CRONIGON® 2)Bezeichnung nach ISO 14175Hinweise zum Gesundheitsschutz und zur Sicherheit nach örtlichen, nationalen und regionalen Normen sowie Verordnungen, falls erforderlich.Diese Angaben finden sich wie bisher üblicherweise auf dem Aufkleber an der Flaschenschulter.
ZusammenfassungDie neue Norm für Schweissprozessgase stellt eine wesentliche Weiterentwicklung der Vorgängernorm EN 439 dar. Gase und Mischgase zum Lichtbogenschweissen und für verwandte Prozesse werden nicht länger als Hilfsstoff, sondern als relevanter Prozessbestandteil verstanden. Wesentliche Änderungen betreffen die Einteilung und Bezeichnung der Gase, wobei das Prinzip der Gruppeneinteilung nach chemischem Verhalten beibehalten wurde. Einige Untergruppen wurden in mehrere Untergruppen aufgespaltet, um eine präzisere Bestimmung des chemischen Verhaltens zu erhalten, andere Gruppen bzw. Untergruppen wurden geändert bzw. sind entfallen oder kamen neu hinzu. Zusätzlich zur Gruppeneinteilung enthält die vollständige Bezeichnung eines Gases oder Mischgases nunmehr eine genaue Kennzeichnung der chemischen Zusammensetzung, deren Angabe auf dem Gasbehälter obligatorisch ist. Die Angabe der Zusammensetzung ist der amerikanischen Norm AWS A5.32 entlehnt und enthält Symbole für die Gasekomponenten sowie deren Prozentgehalte.
Schrifttum[1] DIN EN ISO 14175: Gase und Mischgase für das Lichtbogenschweissen und verwandte Prozesse. Juni 2008
Berichtet wird über die Herstellung eines8m2-Kondensators. Grundwerkstoff hochlegiert, 1.4404/1.4435, und als Besonderheit besteht das
Rohrbündel aus Tantal.
Berichtet wird Berichtet wird üüber die Herstellung einesber die Herstellung eines8m8m22--Kondensators. Grundwerkstoff Kondensators. Grundwerkstoff hochlegierthochlegiert, , 1.4404/1.4435, und als Besonderheit besteht das 1.4404/1.4435, und als Besonderheit besteht das
RohrbRohrbüündel aus Tantal.ndel aus Tantal.
-- MenMenin Actionin Action
Steckrohr 50 mmD = 20 x 0,4 mm
Einbaurohr 2200 mmD = 19,05 x 0,4 mm
Befüllrohr 2390 mmD = 13,5 x 1,6 mm
Plattierung LochplatteD = 477 x 0,5 mm
Obere Lochplatte
DistanzhalterD = 7/3,9 x 6 mm
… und das Ganze wird
61 x ausgeführt!
… und beim Bau eines Kondensators.
…… und beim Bau eines und beim Bau eines Kondensators.Kondensators.
Sauberkeit ist hier oberstes Gebot!Eine Rohr in Rohr – Konstruktion
gefertigt in Tantal bedarf besonderer Vorkehrungen
Berichtet wird über die Herstellung eines8m2-Kondensators. Grundwerkstoff hochlegiert, 1.4404/1.4435, und als Besonderheit besteht das
Rohrbündel aus Tantal.
Berichtet wird Berichtet wird üüber die Herstellung einesber die Herstellung eines8m8m22--Kondensators. Grundwerkstoff Kondensators. Grundwerkstoff hochlegierthochlegiert, , 1.4404/1.4435, und als Besonderheit besteht das 1.4404/1.4435, und als Besonderheit besteht das
RohrbRohrbüündel aus Tantal.ndel aus Tantal.
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Einbaurohr 2200 mmD = 19,05 x 0,4 mm
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Obere Lochplatte
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… und beim Bau eines Kondensators.
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Gebündelt ist es, jetzt „nur“ noch schweissen, und zwar aufrecht!
Kein Kondensator von der Stange, sondern eine SpezialanfertigungKein Kondensator von der Stange, sondern eine Spezialanfertigung in in Tantal. Die Vorrichtungen werden ad hoc entwickelt und sofort Tantal. Die Vorrichtungen werden ad hoc entwickelt und sofort eingesetzt. Zulassungen, Qualiteingesetzt. Zulassungen, Qualitäätsts--Zertifizierung, 3.1Zertifizierung, 3.1--Materialatteste / Materialatteste / geprgeprüüfte Schweisser / Verfahrensprfte Schweisser / Verfahrensprüüfungen sind selbstverstfungen sind selbstverstäändlich ndlich und werden vom Auftraggeber vorausgesetzt. und werden vom Auftraggeber vorausgesetzt. Das Wie, Wer, Womit und Wann ist Sache des Lieferanten und nenntDas Wie, Wer, Womit und Wann ist Sache des Lieferanten und nenntsich neudeutsch sich neudeutsch KnowKnow howhow. Das kann man nicht kaufen, das muss . Das kann man nicht kaufen, das muss man haben und dazu braucht es Profis, da braucht es Fachleute, dman haben und dazu braucht es Profis, da braucht es Fachleute, d. h. . h. KKöönner nner –– ein Fall fein Fall füür Xr X--MenMen
Spezielle TantalSpezielle Tantal--GrGrüüsse sse vom vom XX--ManMan Martin Stieger (Martin Stieger ([email protected]@kuhni.ch) )
KKüühnihni AG, AllschwilAG, Allschwil--BaselBasel
Geschweisst wird hier oben in Horizontalposition
verschweisst
unverschweisst
Geöffnete Draufsicht, beim Schweissen fast komplett abgedeckt.
Gebündelt ist es, jetzt „nur“ noch schweissen, und zwar aufrecht!
Kein Kondensator von der Stange, sondern eine SpezialanfertigungKein Kondensator von der Stange, sondern eine Spezialanfertigung in in Tantal. Die Vorrichtungen werden ad hoc entwickelt und sofort Tantal. Die Vorrichtungen werden ad hoc entwickelt und sofort eingesetzt. Zulassungen, Qualiteingesetzt. Zulassungen, Qualitäätsts--Zertifizierung, 3.1Zertifizierung, 3.1--Materialatteste / Materialatteste / geprgeprüüfte Schweisser / Verfahrensprfte Schweisser / Verfahrensprüüfungen sind selbstverstfungen sind selbstverstäändlich ndlich und werden vom Auftraggeber vorausgesetzt. und werden vom Auftraggeber vorausgesetzt. Das Wie, Wer, Womit und Wann ist Sache des Lieferanten und nenntDas Wie, Wer, Womit und Wann ist Sache des Lieferanten und nenntsich neudeutsch sich neudeutsch KnowKnow howhow. Das kann man nicht kaufen, das muss . Das kann man nicht kaufen, das muss man haben und dazu braucht es Profis, da braucht es Fachleute, dman haben und dazu braucht es Profis, da braucht es Fachleute, d. h. . h. KKöönner nner –– ein Fall fein Fall füür Xr X--MenMen
Spezielle TantalSpezielle Tantal--GrGrüüsse sse vom vom XX--ManMan Martin Stieger (Martin Stieger ([email protected]@kuhni.ch) )
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Geöffnete Draufsicht, beim Schweissen fast komplett abgedeckt.
Medienmitteilung CENARIOS® - Weltweit erstes Nano-Gütesiegel bringt mehr Sicherheit für Mensch, Umwelt und Unternehmen St.Gallen, 26. Februar 2007. - Die Innovationsgesellschaft mbH (St.Gallen) ein international tätiges
Schweizer Nanotechnologieunternehmen, entwickelte zusammen mit TÜV-SÜD (München), einem global
führenden Zertifizierungs- und Technologieprüfungsunternehmen, das weltweit erste, zertifizierbare Risi-
komanagement- und Monitoringsystem für die Nanotechnologie. CENARIOS® (Certifiable Nanospecific
Riskmanagement and Monitoring System) berücksichtigt toxikologische, regulatorische und technologi-
sche und wettbewerbliche Risikofaktoren und eignet sich speziell für die Beherrschung komplexer Tech-
nologierisiken mit hoher Unsicherheit und grosser Technologie- und Marktdynamik. Die periodische Zerti-
fizierung garantiert die Anpassung des Systems an den aktuellsten Stand von Wissenschaft und Technik.
Nanomaterialien - Neue Chancen - neue Risiken? Nanotechnologie gilt als Schlüsseltechnologie des 21. Jahr-
hunderts. Sie beschäftigt sich mit Materialien, die kleiner sind
als 100 Nanometer (1nm = 10-9m). Im Nanobereich weisen
Stoffe häufig veränderte chemische und physikalische Eigen-
schaften wie Löslichkeit, Farbe oder Reaktivität auf. Neben
den Chancen, welche diese neuen Eigenschaften für Produk-
te und Prozesse bringen (schmutzabweisende Textilien,
selbstreinigende Oberflächen, usw), können dieselben Ei-
genschaften in gewissen Fällen auch Risiken darstellen, da ihre mittel- und langfristigen Auswirkungen
auf Mensch und Umwelt aufgrund der Neuheit der Technologie noch nicht ausreichend untersucht wor-
den sind. Die Risikodaten zu Nanomaterialien sind derzeit somit noch wenig belastbar. Gleichzeitig befin-
den sich schon sehr viele Nanoprodukte auf dem Markt und ihre Zahl steigt stetig weiter an. Momentan
herrscht weltweit noch eine gewisse Rechtsunsicherheit, weil unklar ist, wie Nanomaterialien gesetzlich
gehandhabt werden sollen.
Neue Wege für das Management unbekannter Risiken Um den potentiellen Risiken optimal und proaktiv begegnen zu können, wurde CENARIOS® entwickelt.
Das System besteht aus drei Modulen:
Modul 1: Risk-Assessment / Risk-Evaluation ermöglicht eine aktuelle produkt- und prozessbezogene Ri-siko-Standortbestimmung.
Modul 2: Ein 360o Risk-Monitoringsystem bringt als Foresight Instrument die relevanten Trends in Wis-senschaft, Regulierung und Technologie auf den Punkt. Modul 3: Issue-Management und Kommunikation bieten die notwendigen Werkzeuge, um in Krisensitua-tionen rasch und sicher handeln zu können.
Das System garantiert, dass einerseits die neuesten Erkenntnisse aus Wissenschaft, Technik und Regu-
lierung (Gesundheits- und Umweltschutz, Arbeitssicherheit, etc.) einfliessen, dass kommende Trends und
Entwicklungen frühzeitig aufgespürt und bewertet werden, und, dass das Sicherheitssystem durch eine
regelmässige Zertifizierung à jour gehalten wird. CENARIOS® liefert damit für Industrie- und Handelsun-
ternehmen die Möglichkeit, potenzielle Risiken und Chancen in den Produkten und Prozessen rasch und
umfassend zu identifizieren, zu analysieren und zu bewerten und in einem 360o Risiko-Monitoring wiss-
senschaftliche, regulatorische und gesellschaftliche Trends frühzeitig zu erfassen und für die strategische
Entscheidungsfindung zu nutzen. n
TÜV-Zertifikat als Zeichen für Sicherheit, Verantwortung und Innovation Das System wird nach einem festgelegten Sicherheits- und Qualitätskriterienkatalog von der Auditiie-
rungsstelle von TÜV-SÜD periodisch geprüft und zertifiziert. CENARIOS® ist damit ein Sicherheits-
Gütesiegel welches,
• einen glaubwürdigen Standard für den Schutz von Mensch, Umwelt und Arbeitssicherheit setzt.
• die Sicherheit von Produkten und Prozessen laufend überprüft und verbessert
• Sicherheitsrisiken entlang der Wertschöpfungskette durch gezielte Massnahmen reduziert
• die potentiellen Haftungsrisiken von Unternehmen durch Massnahmen wirkungsvoll reduziert
• die Sicherheitsanstrengungen des Unternehmens gegenüber Kunden, Investoren, Versicherun-
gen, Behörden und Lieferanten einfach und klar dokumentiert
Nanotechnologie ist eine Querschnittstechnologie und wird in Zukunft in praktisch allen Branchen ange-
wendet werden. Damit kann CENARIOS® beispielsweise in der Chemie-, Pharma-, Textil-, Farben-,
Kunststoff-, Kosmetik-, Automobil-, Elektronik-, Medizinal-, Verpackungs- und Lebensmittelindustrie ein-
gesetzt werden. Da auch immer mehr Nanokonsumprodukte auf den Markt kommen, können auch Detail-
und Grosshandelsunternehmen das System einsetzen. Damit schafft CENARIOS® für Hersteller, Verar-
beiter, Händler und letztlich auch für Endkunden mehr Sicherheit, mehr Vertrauen und für alle mehr Wert.
Kontakt und weitere Informationen: Dr. oec Christoph Meili Mail: [email protected] Die Innovationsgesellschaft mbH, St.Gallen Web: www.innovationsgesellschaft.ch Lerchenfeldstr. 5 Fon: +41 (0)71 274 74 17 CH-9014 St.Gallen Mob: +41 (0)76 326 77 97 Thorsten Weidl Mail: [email protected] TÜV-SÜD Industrie Service GmbH Web: www.tuev-sued.de Risikomanagement Fon: +49 (0)89 5791 2701 Westendstrasse 199 Fax: +49 (0)89 5791 2888 D-80686 München
Herbsttagung der Schweissfachmänner 2008Kraftwerke Oberhasli AG in Innertkirchen
Am 17. Oktober 2008 fand die Herbsttagung der Schweissfachmänner bei den KraftwerkenOberhasli AG (KWO) in Innertkirchen statt. Bei Kaffee und Gipfeli traf man sich in der Aula im Besucherzentrum der KWO; dort wurden bereits die ersten Bekanntschaften geschlossen und reichlich diskutiert.
Unser Organisator, Herr Bernd Spichale, hiess die Teilnehmer im Namen der SchweissfachmannGruppe herzlich willkommen und bedankte sich bei der KWO für den freundlichen Empfang und die Gastfreundschaft.Nach der Begrüssung informierte er die Teilnehmer über den weiteren Tagesablauf betreffend Programm und Organisation. Danach übergab er Herrn Thomas Habegger (Vorsitzender der SFMKommission) das Wort. Dieser begrüsste das Ehrenmitglied Franz Brunner und die 95 Teilnehmer.
Mit einem Rückblick auf die letzte HerbstTagung, die in einem speziellen Rahmen an der grossen Schweisstechnischen Tagung in Basel stattfand, leitete er den geschäftlichen Teil ein. Er informierte die Teilnehmer über den Stand der Ausbildung der Schweissfachmänner im vergangenen Jahr. Sehr gut be
sucht wurde auch der von der Schweissfachmanngruppe organisierte Vorbereitungskurs für die angehenden SFM. Die Präsentation eines neuen AnsteckPins für die Schweissfachmänner, der der heutigen Zeit angepasst und verkleinert wurde, erhielt ein sehr positives Echo.Danach wurden die Wahlen durchgeführt. Die Herren Marcel Altherr und Philipp Mesmer stellten sich für eine Wiederwahl in die SchweissfachmannKommission zur Verfügung. Beide Herren wurden einstimmig wiedergewählt. Im Anschluss ging das Wort an Herr Werner Zbinden von der Kraftwerke Oberhasli AG. In seiner Präsentation über das Unternehmen mit seinen Produkten und Dienstleistungen erläuterte er den Teilnehmern die komplexen Zusammenhänge für die Stromproduktion mittels Wasserkraft.
Von den Seen im Gebiet am Grimsel und Susten über die Stollen und Druckschächte bis hin zu den Kraftwerken bekam man einen Überblick, was alles benötigt wird, um aus Wasser, Strom zu erzeugen. Herr Bernd Spichale bedankte sich bei Herrn Zbinden für den sehr Interessanten Vortrag.
Nach einem gemütlichen Apéro wurde das Mittagessen eingenommen. Diese Gelegenheit wurde von den Teilnehmern für Gespräche und Diskussionen unter Kollegen intensiv genutzt.Nach dem Mittagessen ging es zurück in die Aula des Besucherzentrums der KWO, wo wir vom Besucherdienst empfangen wurden. Vor der Besichtigung, sahen wir einen kurzen Film zum Thema Grimsel Hydro. Die Teilnehmer wurden danach in ViererGruppen aufgeteilt und mit Kopfhörern und Schutzbrillen ausgestattet. Die Besichtigung der Fabrikation für Turbinen und andere KraftwerksKomponenten konnte beginnen!
In der Werkstatt überzeugte man uns vom Knowhow des ganzen Betriebes. Das Produktportfolio besteht aus der Neufertigung und Revision von Komponenten für Pelton und Francisturbinen, sowie deren Optimierung hinsichtlich des Wirkungsgrades, ihrer Standzeit und Funktionalität.Um die Lebensdauer der Turbinen zu verlängern, erhalten die Schaufeln, aus schweisstechnischer Sicht, eine Hartauftragung gegen abrasiven Verschleiss. Der hierfür eingesetzte Schweisszusatzwerkstoff ist ein MAGFülldraht, der durch seine hohe Abschmelzleistung und Porensicherheit die Schweissarbeiten wesentlich optimiert.Je nach Grösse des Turbinenrades werden einige Kilogramm bis zu mehreren hundert Kilogramm des Fülldrahtes benötigt. Aus Kostengründen wird, für diese Arbeiten, wann immer möglich der Schweissroboter eingesetzt.Viele Arbeiten müssen jedoch, aus Gründen der Zugänglichkeit, manuell mit dem MAGSchweissverfahren ausgeführt werden. Knowhow brauchen aber nicht nur die Schweisser, beeindruckt war man auch von den «Schleifern». Erst in diesem Arbeitsschritt erhalten die Turbinen die gewünschte Masshaltigkeit und der Wirkungsgrad der Turbine wird über die richtige Kontur beeinflusst.Beim weiteren Rundgang erhielten alle Teilnehmer einen Einblick in die Mechanische Abteilung und die Qualitätskontrolle.
Das Kraftwerk Innertkirchen, das während unseres Besuches wegen Revisionsarbeiten still stand, war Ziel des zweiten, sehr interessanten Teil der Exkursion. Dort erhielten die Teilnehmer interessante Einblicke in das Innenleben einer Turbine.
Für die Organisation und die sehr interessanten Führungen danken wir der Firma KWO recht herzlich. Besonderer Dank geht auch an den Organisationsverantwortlichen Bernd Spichale und den Fotografen Markus Freiermuth von der SFMGruppe. Alle freuen sich bereits auf die HerbstTagung 2009.
Kostbar und kompatibelDas Edelgas Helium – von der Quelle bis zum Anwender
Im Periodensystem der Elemente steht Helium an zweiter Stelle. Das Edelgas ist inert, brennt nicht und verfügt über eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit. Es besitzt den niedrigsten Siedepunkt aller bekannten Elemente. Ausserdem ist es ungiftig, geschmacklos und nicht korrosiv. Doch was nutzen die aussergewöhnlichen Eigenschaften, wenn die Versorgungssicherheit nicht gewährleistet ist? Die Westfalen AG, Münster, hat im vergangenen Jahr vier Millionen Euro in ihrem Werk Hörstel für das kostbare Gas investiert – für Gebäude, Abfüllanlagen, Lagerplätze und Versorgungscontainer. Grund war die stetig steigende Nachfrage der Anwender, die in einer weltweiten Verknappung des Produkts gipfelte. Kein Wunder, denn der Nutzen von Helium ist extrem vielfältig: Gasförmiges Helium wird zum Beispiel eingesetzt als Schutzgas in der Schweisstechnik, als Betriebskomponente für CO2Laser, zur Lecksuche, zur Glasfaserherstellung, in der instrumentellen Analytik und als Liftgas für Ballone. Flüssig kommt es als Kühlmittel unter anderem beim Betrieb von Kernspintomographen und Magnetresonanzspektroskopen sowie in der Teilchenforschung zum Einsatz (siehe Übersicht).Etwa 1000 Kilometer über dem Meeresspiegel treten die höchsten bekannten Heliumkonzentrationen auf. Eine wirtschaftlich sinnvolle Erschliessung ist in dieser Höhe allerdings nicht möglich. Statt dessen wird das Edelgas aus der Tiefe gewonnen: aus Erdgas, das bis zu sieben Prozent Helium enthält. Die Förderung ist jedoch nur an wenigen Quellen lohnend, weil ein aufwändiger Trennungsprozess erforderlich ist: Bei der Verflüssigung von Erdgas wird gasförmiges Rohhelium gewonnen, anschliessend gereinigt und für den rationellen Transport bei minus 269 Grad Celsius verflüssigt. Eine wesentliche Voraussetzung für die zuverlässige und wirtschaftliche HeliumBereitstellung ist der Zugang zu einer oder mehrerer der weltweit nur sehr begrenzt vorhandenen Quellen – derzeit in den USA, in Russland, Algerien, Kanada, Katar und Polen. Die Westfalen AG hat sich in langwierigen Verhandlungen unabhängig voneinander Zugang zu Quellen in verschiedenen Staaten gesichert. Diese langfristig ausgelegten Kontrakte garantieren ausreichende und sich steigernde Bezugsmengen.Eingepackt in einen Spezialcontainer mit zwei VakuumIsolierungen und einem Kälteschild aus flüssigem Stickstoff treten jeweils 41 000 Liter flüssiges Helium den Weg nach Deutschland an. Die Temperatur des verflüssigten Heliums: minus 269 Grad Celsius. Der Transportbehälter mit wertvoller und kühler Fracht kommt nach einer zwei bis vierwöchigen Reise mit dem Lkw in Hörstel an. Die Westfalen AG hat zwei dieser Container im Einsatz. Davon ist einer unterwegs zu einer Vertragsquelle und zurück, der andere steht in Hörstel für die Abfüllung zur Verfügung. Ein dritter soll Ende des Jahres in Betrieb genommen werden, um der weiter steigenden Nachfrage zu begegnen.
Abb. 1: 41 000 Liter Flüssighelium haben die weite Reise von den Förderquel-len bis ins Sondergasezentrum Hörstel geschafft – das Abfüll-, Produktions- und Verteilzentrum für dieses Edelgas.
Abb. 2: Bei der Flüssigabfüllung wird Helium aus dem Transport-Container mit einem stark isolierten Schlauch in Kryo-Behälter geleitet.
Abb. 3: Bei der Gasabfüllung wird Helium aus dem Transport-Container über einen Wärmetauscher und Rohrleitungssysteme in Druckgasbehälter transpor-tiert.
In Hörstel wird Helium in zwei Anlagen abgefüllt: flüssig in KryoTransportbehälter und gasförmig in Flaschen und Bündel sowie in Trailer zur Versorgung von Grosskunden. Bei der Flüssigabfüllung wird Helium in KryoBehälter von 50 bis 380 Liter geleitet. Wie die Spezialcontainer für den Transport sind auch diese Behälter extrem stark isoliert. Allerdings kommt es bei den KryoBehältern zu unvermeidbaren Verdampfungsverlusten von etwa einem Prozent pro Tag. Deshalb stellt die zeitnahe Belieferung der Anwender die wichtigste Aufgabe der Logistik dar. Flüssighelium wird aus dem Container lediglich durch einen gut isolierten Füllschlauch ohne sonstige Hilfsmittel abgefüllt. Dennoch sind durch das erforderliche Kaltfahren von Behältern und Equipment Verdampfungsverluste von bis zu 30 Prozent die Regel. Das entweichende Helium wird aber nicht in die Atmosphäre entlassen, sondern von einem Ballon mit 170 Kubikmeter Fassungsvermögen aufgefangen und dann weiterverarbeitet. Bei der Gasabfüllung wird Flüssighelium über einen Wärmetauscher geleitet, komprimiert und durch Rohrleitungssysteme mit Drücken bis 300 bar in die Behälter transportiert. Für den nötigen Druckaufbau sorgen vierstufige Kompressoren mit Leistungen von etwa 175 Kubikmeter pro Stunde bei 0,5 bar Vordruck. Für gasförmige Lieferungen stehen Druckgasbehälter von 0,5 Litern geometrischem Volumen mit etwa 100 Gaselitern bis zum Trailer mit 21 000 Litern geometrischem Volumen, das heisst je nach Druck bis zu 4500 Kubikmeter Gas, bereit. Auch bei diesem Füllvorgang entsteht Spül und Abdampfhelium, das resourcen und kostenschonend in den dafür vorgesehenen Ballon geführt wird.Das Sondergasezentrum Hörstel produziert Helium für die ganze Vielfalt der Anwendungen: Zur Auswahl stehen zwei Aggregatzustände, Fülldrücke bis 300 bar und nicht weniger als fünf Reinheiten: von Ballongas bis hin zur höchsten Qualität mit 99,9999 Volumenprozent Reinheit. Ein Ende des HeliumBooms ist nicht absehbar; die Nachfrage nach diesem kostbaren Gas steigt weiter. «Dieser langfristigen Entwicklung werden wir durch den weiteren Ausbau unserer Heliumflotte und der Abfüll und Lagereinrichtungen Rechnung tragen», kündigt DiplomChemikerin Ilona Chikhi, Leiterin des Sondergasezentrums der Westfalen AG, an.
Einsatzgebiete für HeliumAtemgasAsthmatiker können HeliumSauerstoffGemische aufgrund der geringeren Viskosität leicht einatmen. Ebenfalls als Atemgas werden HeliumGemische mit Sauerstoff und Stickstoff zum Tauchen eingesetzt.
Ballone und LuftschiffeAls Tragegas für Ballone und Luftschiffe hat sich das nicht brennbare Helium trotz höherer Kosten gegenüber Wasserstoff durchgesetzt.
Abb. 4: Die Westfalen AG versorgt den Teilchenbeschleuniger des Hamburger DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) zur Erforschung der Entstehung des Universums mit Flüssighelium.
Schweissen und SchneidenIn der Schweisstechnik werden heliumhaltige Gemische zum MAG, MIG und WIGSchweissen eingesetzt, um Einbrenntiefe und Schweissgeschwindigkeit zu verbessern. Auch beim Laserschweissen erzielen Helium und heliumhaltige Schutzgase Verbesserungen bei Schweissgeschwindigkeit und qualität.
Analytik, Leuchtstoff- und VakuumtechnikIn der Analytik kommt Helium als Trägergas für Gaschromatographen zum Einsatz. Aber auch das Leuchten von Helium in Gasentladungsröhren wird nicht nur zum Füllen von Leuchtstoffröhren genutzt, sondern auch in der Analytik zum Aufspüren von Verunreinigungen in Gasen. Ferner ist die Detektion von Lecks in Rohrleitungen und Anlagen, etwa in der Vakuumtechnik, ein wichtiges Anwendungsgebiet.
RaketentechnikIn der FlüssigTreibstoffRaketentechnik schützt Helium als Ersatz für den verbrauchten Treibstoff die Tanks vor dem Implodieren.
Medizin und ForschungKühlen mit Flüssighelium stellt die notwendige Supraleitung her – bei Magneten zum Betreiben von Kernspintomographen und Magnetresonanzspektroskopen. Supraleitung und dadurch die Erzeugung starker Magnetfelder sind auch die Grundlage für Teilchenbeschleuniger zur Erforschung der Entstehung des Universums. Diese Pionierarbeit in der Teilchenphysik leistet unter anderem das Deutsche ElektronenSynchrotron (DESY), Hamburg, das mittlerweile über umfangreiche Erfahrungen bei Entwicklung, Bau und Betrieb von Beschleunigern verfügt. Das dafür in grossen Mengen notwendige Flüssighelium liefert unter anderem die Westfalen AG.
SFI Ausbildung wieder in der SchweizMAS in Schweisstechnologie – HSZ-T und SVS
Schweissen ist cool, clever and cleanSchweissen ist mehr, sehr viel mehr: Schweissen, ob per Laser, Elektronenstrahl oder konventionell, ist nicht nur Schlüsseltechnologie im Maschinen und Stahlhochbau, bei der Erstellung von Grosskraftwerken, beim Schiffs und Brückenbau. Auch in vielen «kleineren» Dingen des täglichen Lebens findet sich diese Fügetechnik wieder: Fensterprofile aus Aluminium, Computerplatinen, Medizinalprodukte, Kunststoffgehäuse von Armbanduhren, Rohrmöbelteile, Messer, Suppenkellen etc. Kurz: die Schweisstechnologie ist integraler Bestandteil der industriellen und wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit der Länder.
Schweissen ist ein spezieller Prozess, für den eine Abstimmung der schweisstechnischen Tätigkeiten erforderlich ist, um Vertrauen in die schweisstechnische Fertigung und in die zuverlässige Durchführung im Betrieb oder auf der Baustelle sicherzustellen. Das Personal, welches die Aufgaben und die Verantwortung, für die mit der Schweisstechnik verbundenen Tätigkeiten beeinflusst, z. B. Planung, Ausführung, Überwachung und Überprüfung, muss über entsprechende Qualifikationen verfügen.
Schweissen ist ein spezieller Prozess, der somit spezielle Kenntnisse erfordert. Personen in der Schweisstechnik benötigen eine gute Ausbildung. Dies gilt sowohl für die Personen die selbst schweissen, als auch für Personen, welche die Schweissarbeiten beaufsichtigen. Trotzdem ist die Anzahl von Personen, welche die Schweisstechnologie in der Schweiz erlernt haben, sehr gering.
Ihr Unterricht an der HSZ-TUnsere Studierenden sind Erwachsene und entsprechend ist auch die UnterrichtsMethodik ausgelegt. Wir beziehen Sie als aktive Partner in den Unterricht mit ein. Dabei werden Lernfähigkeit, Selbständigkeit und Kreativität gefördert. Vorlesungen, Grundlagenerarbeitung, Lehrgespräch, Gruppenarbeiten, Rollenspiel, Präsentation und Unternehmensplanspiel lösen sich situativ ab.Es werden anerkannte Lehrmittel verwendet und übersichtliche Zusammenfassungen abgegeben. Und der Unterricht erfolgt vorwiegend im Klassenverband, so dass auch das soziale Element zum Tragen kommt. Dozenten, die nicht nur dozieren Die Dozenten der Hochschule für Technik Zürich verfügen inder Regel über einen Hochschulabschluss und sind hauptberuflich in der Industrie bzw. Wirtschaft tätig. Deshalb sind siein der Lage, ihren Unterricht auf handfeste, eigene Berufserfahrungen abzustützen. Dieser hohe Aktualitätsbezug undder kontinuierliche Wissenstransfer kommen auch in praxisnahen Diplomarbeiten mit relevanten Themen aus der Industrie und Wirtschaft zum Ausdruck.
Der SVS ist mit der Branche verschweisstSchon 1911 fördert der Schweizerische Verein für Schweisstechnik SVS die Verbindungen von Materialien sowie die Beziehungen aller Berufstätigen in diesem Bereich. Als unabhängiger, innovativer und kundenorientierter Verein und landesweit einzigartiges Kompetenzzentrum für moderne Füge, Schneid, Oberflächen und Prüftechniken sowie verwandter Verfahren ermöglicht er seinen Mitgliedern aus Industrie, Handel, Gewerbe den Zugang zu internationalem Knowhow. Auch im Ausbildungsbereich die ReferenzAdresseDie Ausbildung von Schweissern und Schweissaufsichtspersonen in der Schweiss, Füge und Trenntechnik ist ein KernAnliegen des SVS. Entsprechend ist er vom International Institute of Welding (IIW) als einzige Organisation in der Schweiz als «Authorised National Body» (ANB) anerkannt.Er ist dadurch verpflichtet, sich laufend über die aktuellenAnforderungen an die Ausbildung und Zertifizierung zu informieren und für die richtige Umsetzung besorgt zu sein.
Schweisstechnologie-Module M1: Schweissprozesse und -ausrüstung M2: Werkstoffe und deren Verhalten beim Schweissen M3: Konstruktion und Gestaltung M4: Fertigung- und Anwendungstechnik
Modul Werkstoffe und derenVerhalten beim Schweissen*
Modul Konstruktion undGestaltung*
Total MAS mit Masterarbeit
Modul Unternehmensführung
Modul Prozess- und Logistik-management
Masterarbeit
StudiendauerDas Studium wird berufsbegleitend absolviert und dauert rund 15 Monate für DAS und 27 Monate für MAS. Eine hohe Präsenz an den festgelegten Terminen wird für die Anerkennung des Diploms vorausgesetzt.
Studienzeit• SchweisstechnologieModule Jeweils Mittwoch und Freitag, 16.45 bis 21.50 Uhr, und alle
zwei Wochen am Samstag, 9.15 bis 16.45 Uhr. In den ersten beiden Modulen wird je ein fünftägiges PraxisSeminar durchgeführt.
• ManagementModule Jeweils Donnerstag, 09.15 bis 16.45 Uhr und Samstag, 09.15
bis 16.45 Uhr, alternierend einmal pro Woche
Den individuellen Stundenplan erhalten die Studierenden spätestens einen Monat vor Studienbeginn. Die schulfreie Zeit richtet sich nach den Schulferien der Stadt Zürich.
StudienbeginnDie Studiengänge DAS/MAS HSZT in Schweisstechnologie beginnen im Frühjahr.
PrüfungenDie einzelnen Kurse eines Moduls werden am Modulende schriftlich oder mündlich geprüft. Bei Nichtbestehen einer Kursprüfung kann diese zum nächstmöglichen Prüfungstermin einmal wiederholt werden.
Diplomarbeit DAS/MASFür die Erstellung der Diplomarbeit wird mit ca. 120 Stunden gerechnet, für die Masterarbeit mit 350 Stunden. Die Diplom und Masterarbeiten können nach dem Bestehen aller Module (26 ECTSPunkte für DAS, 46 ETCSPunkte für MAS) begonnen werden. Die Arbeiten werden durch einen Betreuer begleitet und können in deutscher oder englischer Sprache erstellt werden. Die Präsentation wird in Hochdeutsch gehalten.
DiplomtitelDAS: Diploma of Advanced Studies HSZT in Schweisstechno
logie. Der Studiengang insgesamt wird mit 30 ECTS bewertet.
MAS: Master of Advanced Studies ZFH in Schweisstechno logie. Der Studienlehrgang insgesamt wird mit 60 ECTS bewertet.
Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage des SVS www.svsxass.ch und auf der HTZ www.hsz-t.ch
10h 45 98. Ordentliche Jahresversammlung Tranktanden 1. Wahl der Stimmenzähler 2. Protokoll der 97. JV vom 29. Mai 2008 3. Jahresbericht 2008 4. Erfolgsrechnung und Bilanz per 31.12.2008 5. DéchargeErteilung 6. SVSMitgliederbeiträge 7. Anpassung der Statuten / Abstimmung 8. Wahlen 9. Diverses
11h 30 Apéro
12h 00 Mittagessen
14h 00 Betriebsbesichtigungen
17h 00 Ende der Veranstaltung
Anträge aus Mitgliederkreisen zuhanden der Mitgliederversammlung müssen, um auf die Traktandenliste gesetzt werden zu können, mindestens sechs Wochen vor der Versammlung dem Vorstand schriftlich und begründet eingereicht werden.
Mittwoch, 27. Mai 2009
13h 30 Eintreffen der Mitglieder
14h 00 4 hochgradige Fachreferate zu den Themen: Druckgeräterichtlinie, Druckbehälter, druckführende
Leitungen, Vakuumtechnik
17h 00 Belegung der Hotels
18h 00 Abfahrt der Busse
18h 30 Apéro
19h 30 Fürstlicher Abend
Ankündigung der 98. Jahresversammlung des SVSVaduzer-Saal, Dr. Grass-Strasse 3, FL-9490 Vaduz
Firmenkurse Individuelle Schweisskurse oder Sonderkurse zur Aus und Weiterbildung nach Ihren Wünschen, in Ihrem Hause oder beim SVS, offerieren wir gerne.
Schweisserprüfungen 30.03. – 01.04.2009 Während dieser Daten kann ein beliebiger Tag 27.04. – 30.04.2009 für die Schweisserprüfung ausgewählt werden.
SonderkurseDurchstrahlungsprüfung RT 1 (Einführungskurs) SGZP-Mitgl. Andere Ausbildung 10 Tage 31.08. – 11.09.2009 Basel CHF 3100.– CHF 3400.– Prüfung 1 Tag 13.10.2009 Basel CHF 550.– CHF 850.– Zertifizierung CHF 200.– CHF 200.–
Grundlagen im praktischen Schweissen 4 Tage 25.05. – 28.05.2009 Basel CHF 1600.– CHF 1600.–
Beurteilen von RT-Filmen 3 Tage 03.06. – 05.06.2009 Basel CHF 1100.– CHF 1400.–
HaftungsausschlussDer SVS hat keine Kontrolle oder dergleichen über Ausführung oder Nichtausführung, Fehlinterpretationen, richtige oder falsche Anwendung jeglicher Informationen oder Empfehlungen, die in den Veröffentlichungen enthalten sind. Daher schliesst der SVS und seine Mitglieder jegliche Gewährleistung im Zusammenhang damit aus.
Vorschau auf ausgabe 03 / 2009:
Aus der IndustrieInnovationen, Highlights, Wirtschaftsdaten und Produktneuheiten
FachbeiträgeBeiträge aus der Welt des Schweissens, Schneidens und PrüfensForschungsberichteXMan Story
BerichteSonderteil SVS JahresversammlungPraxis und KurzberichteXMan Rätsel
MIG/MAG-Schweißbrenner „MB GRIP“Ergonomie & Flexibilität in Perfektion!
Entdecken Sie die erste vollkommene Lösung ihrer Art.
Die Griffschale mit „GRIP“ & Kugelgelenk – Griffigkeit und optimales Handlingin wirklich jeder Lage. Ein Feeling, das jeden Schweißer glücklich & zufrieden macht – sie werdenden Brenner bereits nach dem ersten Kontakt nicht mehr aus derHand geben …
![Was Ist Was 024 - Elektrizitaet_1964 [de]](https://static.unterlagen.site/doc/80x56/5695d0a91a28ab9b02935d79/was-ist-was-024-elektrizitaet1964-de.jpg)
