Fertigungstoleranzen
Bauteile in der Fertigung unterliegen gewissen Toleranzen. Unsere Bauteile werden faktisch alle geschweißt und zerspant.
Die erlaubten Toleranzen sind in entsprechenden Normen festgehalten.
Für das Schweißen ist die DIN EN ISO 13920, für das Zerspanen ist die DIN EN ISO 2769 ausschlaggebend.
Die beim Schweißen erreichbaren Genauigkeiten werden im wesentlichen vom Anlieferungszustand der Halbzeuge und vom Schweißverzug beeinflusst.
Beim Zerspanen wird die Präzision beeinflusst durch den Eigenspannungszustand. Dieser wird durch das Spanabheben gestört/geändert und kann zu Verzug führen.
Ursachen für den Verzug beim Schweißen
Die Ursache von schweißbedingten Verzügen und Eigenspannungen liegt in der erhöhten Werkstofftemperatur und vor allem in der inhomogenen Temperaturverteilung im Werkstück. Ein Bauteil würde keinen Verzug und keine Eigenspannungen entwickeln, wenn die Erwärmung und die anschließende Abkühlung durchgehend gleichmäßig im Werkstück erfolgen würde. Die Erwärmung jedoch erfolgt in starkem Maß direkt an der Schweißnaht und je nach Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes verteilt sich die Wärme ungleichmäßig im Bauteil.
Je nach Material ist der Einfluss der Wärmeleitfähigkeit auf den Verzug sehr unterschiedlich.
Alu hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die Wärme fließt leichter ab, es kommt zu einem geringeren Wärmestau und der Verzug ist geringer.
Baustahl hat eine 5x kleinere Wärmeleitfähigkeit, der Verzug ist dementsprechend größer.
Edelstahl hat nochmal eine um Faktor 2-3 kleinere Leitfähigkeit als Baustahl, hier ist der Schweißverzug am Größten.
Vermeidung von Verzug
Für die Vermeidung von Schweißverzug ist Expertenwissen nötig. doch kommt man nie ohne Verzug aus. Das Einbringen von Wärme in das Bauteil verursacht auch Eigenspannungen, die sich beim Zerspanen lösen können.
Dieser Einfluss kann durch Spannungsarmglühen (bei Baustahl) und spannungsarm Vibrieren (bei Edelstahl und Baustahl) reduziert werden, so dass im nachfolgenden Zerspanungsprozess sich das Bauteil möglichst nicht mehr bewegt.
