Biicher iiber ein bestimmtes Fachgebiet stellen meist eine Art Bilanz dar. Die vielen Einzel-und Teilergebnisse, die sowohl bei der systemati- schen Forschung wie auch bei den praktischen Betriebserkenntnissen im Sinne einer Ganzheitsbetrachtung geordnet und klar- anfallen, sollen gestellt werden. Von den in neuerer Zeit erschienenen zusammenfassen- den Werken iiber die Zerspanbarkeit behandelt das Buch von LEYEN- SETTER! fast ausschlieBlich das Drehen und ein Betriebshandbuch von 2 SCHALLBROCH die Bohrbarkeit und die Bohrmaschinen. Das jetzt in 3. Auflage erschienene Werkstattbuch von KREKELER3 gibt entsprechend dem fiir diese Buchreihe vorgesehenen Umfang nur einen konzentrierten UberbIick iiber das Gesamtproblem. Ein Buch von SCHALLBROCH und BETHMANN4 iiber die Kurzpriifverfahren, das bis Kriegsende zwar noch gedruckt, aber nicht mehr fertiggestellt werden konnte, ist jetzt er- 6 schienen. Weiterhin sei noch auf ein Buch von BRODNER iiber Zer- spanung und Werkstoff hingewiesen Es ist daher dringend notwendig, jetzt einmal eine systematische und kritische Zusammenfassung des gesamten Gebietes der Zerspanungs- technik auf Grund abgeschlossener Vers1lche und Erkenntnisse zu geben. Die Wirtschaft braucht, "wie 'die bisherige Erfahrung auch in fort- schrittIichen Industrielandern teigt, !;le: Q. r . lange Zeit, urn die Ergebnisse der Forschung ffir die Fertigung aus unutzen. Dies riihrt in erster Linie davon her, daB die beiden Stellen nicht ge- niigend kurz geschlossen sind. Als bestes Mittel, diesem Ubelzustand ab- zuhelfen, hat sich der Erfahrungsaustausch zwischen Wissenschaft urid Praxis erwiesen. 1 LEYENSETTER, W., GrundIagen und Priifverfahren der Zerspanung, im beson- deren des Drehens. Reichskuratorium fur Wirtschaftlichkeit. RKW Veroffentl. Nr. 114. B. G. Teubner 1938.

Durchgefuhrte SchweiBversuche im Rahmen dies es Forschungsvorhabens wertete Herr Dr.-Ing. SALIL KUMAR PAL fur seine Dissertation, TH Aachen 1962, aus. Das Thema der Promotionsarbeit lautet: Automatisches SchmelzschweiBen von StumpfstoeBen dickwandiger Kessel- bleche nach dem Kohlendioxyd-Schutzgas-SchweiBverfahren mit ab- schmelzender Elektrode in Wannenlage Referent: Professor Dr.-Ing. A. H. HENNING Korreferent: Professor Dr.-Ing. habil. K. KREKELER 5 lnhalt 1. Einleitung ..................................................... 9 2. Gang der Untersuchungen ....................................... 10 3. Versuchseinrichtung .......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 . . . . . . . . . . . 3.1 SchweiBanlage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 SchweiBkoepfe ............................................. 12 3.1.2 Steuerungen............................................... 13 3.1.3 Stromquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Werkstoffe ................................................ 15 3.2.1 Grundwerkstoff ......... ................................... 15 3.2.2 Zusatzwerkstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Schutzgas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 16 . . . . . . . . . . . . . 3.4 Registrieren der SchweiBbedingungen ........................ 17 4. Versuchsdurchfuhrung ... ....... .......... ... . ................... 18 4.1 Ermittlung der SchweiBbedingungen ......................... 18 4.2 Messen der Temperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 25 . . . . . . . . . 4.3 Kritische Beurteilung der MeBergebnisse ...................... 26 5. SchweiBnahtprufungen .......................................... 29 5.1 Metallographische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 29 . . . . . . 5.1.1 Makrogefugeuntersuchungen 29 5.1.2 Mikrogefugeuntersuchungen ................................ 30 5.2 Festigkeitsuntersuchungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 32 . . . . . . . . 5.2.1 Harteuntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 32 . . . . . . . . . . 5.2.2 Zugfestigkeitsuntersuchungen ............................... 33 5.2.3 Kerbschlagbiegeversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 34 . . . . . . . . .

Die spanende Bearbeitung von Kunststoffen hat neben den Massenfabrikations verfahren Pressen, Spritzpressen, Spritzgiessen und Extrudieren eine massgebende Bedeutung. Eine Reihe von Kunststofftypen wird vielfach fur die Herstellung technischer Teile, wie z. B. Zahnrader und Lager bzw. zur Herstellung von Nullserien oder Mustern verwendet und dabei haufig spanend bearbeitet. Wahrend in den dreissiger und vierziger Jahren fast ausschliesslich duroplastische Verbund werkstoffe als technische Teile zum Einsatz kamen, wurde gerade in den letzten Jahren eine Reihe thermoplastischer Kunststofftypen aus Polyvinylchlorid, Poly amid, Polyacetalharz und Polyolefinen bekannt, die - teils in reiner Form, teils als Verbundwerkstoffe - einerseits den mechanisch-technologischen Anforderungen technischer Teile genugen, andererseits aber z. B. durch ihre Schweissbarkeit und gunstigen Gleiteigenschaften gewisse Vorteile gegenuber den Duroplasten haben. Abgesehen von der Herstellung komplizierter Formteile und der Fabrikation von Formteilen in kleinen Stuckzahlen, bei denen eine spanende Bearbeitung vielfach aus wirtschaftlichen Grunden notwendig ist, treten in vielen Fabrikationssparten, wie z. B. der Installationstechnik, der Luftungstechnik, dem Apparate- und Maschinenbau auch gewisse Stufen der Serienproduktion auf. Entscheidend fur die Wahl des Herstellungsverfahrens bestimmter technischer Teile sind neben der Stuckzahl insbesondere die Form des Produktes sowie die Menge des Abfalles bzw. der anfallenden Spane. Grosse Dimensionen, dickwandige Partien, haufiger Dimensionswechsel gleichartiger Produkte sowie Hinterschneidungen zwingen haufig zu einer spanenden Fertigung. Ebenso konnen Forderungen nach engen Toleranzen oder kurzen Lieferfristen der spanenden Fertigung gegenuber dem Spritzgussverfahren den Vorzug geben."

. . . . . . . . - . . . . . . 5 - S. 2. Titan und Titanlegierungen - . . . . . . . - - S. 6 2.1 Vorkommen - S. 6 - - - - - - - - - - - 2.2 Herstellung . . . . . . . S. 1 - - - - - - - - - 2.3 Eigenschaften von Titan. S. 1 - - - - - - 2.4 Verarbeitung S. 14 - - - - - - - SchweiBversuche mit Titan und mit Titanlegierungen 3. (Auswertung des einschHigigen Schrifttums) 3.1 Allgemeinkundliche Gesichtspunkte S. 15 - - - - - - - S. LichtbogenschweiBen von Rein-Titan 20 3.2 - - - - - - SchweiBvorbereitung S. 20 3.21 - - - - - - - - EinfluB von N, C auf die Festigkeits- 3.22 H2 und 2 eigenschaften von Titan und Titan-SchweiBungen S. 21 - - - Schutzgas und Schutzeinrichtungen Titan- 3.23 SchweiBverbindungen Beispiele) S. 24 - - - - - - - - - - SchweiBen von dicken Blechen mit 3.24 S. Zusatzwerkstoff 21 - - - - - - - - - - - - - - - - - - SchweiBung EinfluB der Stromstarke auf die S. 28 3.25 - - - EinfluB des Elektroden- und Dlisenabstandes 3.26 auf die SchweiBung S. 29 - - - - - - - - - - - - EinfluB der Warmebehandlung 3.21 S. 30 - - - - - 3.28 Chemische Bestandigkeit von Titanschwe- verbindungen . . S.

Mit dem W nsche, eine zunehmende Ausnutzung und damit eine grossere Wirt schaftlichkeit eines Bauteiles zu erzielen, ohne die erforderliche Sicher heit zu mindern, ist es notwendig, sich mit der Frage der Eigenspannun gen zu befassen. Alle Maschinenbaustoffe und besonders die Stahle sind in ihren meisten Lieferformen mit durch ihre Metallurgie und bildsamem Formgebung bedingten inneren Spannungen behaftet. Grossere Bedeutung je doch haben die mit der Verarbeitung des Werkstuckes in den Endzustand verknupften Eigenspannungen, wie sie z. B. als Folge eines jeden Schweiss vorganges auftreten. Wahrend die zur ersten Gruppe zahlenden Spannungen durch geeignete Gluhverfahren schon vor der Weiterverarbeitung aufgeho ben werden, wurde schon seit langerem nach Moglichkeiten gesucht, auf wirtschaftliche Weise die letztgenannten Spannungen abzubauen. In neue rer Zeit findet zur Aufhebung von Schweissspannungen das in Amerika ent wickelte Verfahren des "Autogene. n Entspannens bei niedrigen Temperaturen" auch in Deutschland verbreitet Anwendung. Stellt man es den bekannten Gluhverfahren zum Spannungsabbau gegenuber, so bietet es die Vorteile der einfachen Handhabung und der universellen Anwendung. Das autogene Entspannen ist unabhangig von der Grosse des Bauteiles. Es ist lediglich erforderlich, dass die Schweissnaht zuganglich ist. Die Blechdicke darf eine bestimmte Starke von 40 mm nicht ubersteigen, es sei denn, man kann von beiden Seiten entspannen. Das Verfahren erweist sich als ausserst wirtschaftlich, da die Anschaffungs- und Betriebkosten sehr gering sind. Sie stehen in keinem Vergleich zu den ersparten Material- und Ferti gungskosten. 2."

1.1 Erlauterungen zur AufgabensteIlung Unter Standfestigkeit soll in diesem Bericht der Gestaltanderungswider stand eines im uberwiegend thermoelastischen Zustand spanlos erzeugten Formkorpers verstanden werden. Somit gehoren in den Rahmen dieser Unter suchungen nur solche Erzeugnisse, die aus Platten- bzw. Rohrhalbzeug auf dem Wege der spanlosen Formgebung (Tiefziehen, Schlagpressen usw.) ent stehen. Als Ursachen fur eine Gestaltsanderung kommen sowohl innere wie auch aussere Krafte in Betracht. Da die Festigkeitseigenschaften der thermoplastischen Kunststoffe in hohem Masse von der Beanspruchungstemperatur und vom For mungszustand abhangig sind, sind also zwei Haupteinflussgrossen zu unter suchen: 1) Die mechanischen Eigenschaften von Polyathylen in Abhangigkeit von der Temperatur 2) Die Anderung der Werkstoffeigenschaften bei der spanlosen Formgebung mit dem Formungsgrad unter besonderer Berucksichtigung der inneren Formungsspannungen. Die Uberlagerung dieser beiden Einflussgrossen gibt weitgehend ein Kriterium fur die Standfestigkeit eines Werkstoffes. 1 .2 Der Versuchswerkstoff Polyathylen Polyathylen wird schon seit Jahren in Amerika und England in einem erheb lichen Umfang hergestellt und auf den verschiedensten Gebieten eingesetzt. Auch in Deutschland gewinnt dieser Werkstoff mehr und mehr an Bedeutung. Aufssrund seiner vielseitigen Anwendungsmoglichkeiten als halbstarrer Werk stoff wird ihm eine ausserordentliche Entwicklung vorausgesagt. Schon heute ist die Anwendung dieses Materials nur noch durch die Produktionskapazitat der Kunststoffindustrie begrenzt."

Auf dem Gebiete der Schweisstechnik sind in den letzten Jahren eine Fulle von neuen Erkenntnissen und Entwicklungen zu verzeichnen. Hierauf fusst die stetig wachsende Bedeutung der Schweisstechnik als Fertigungsverfahren. Der Begriff "schweissbar" ist heute ebenso bedeutungsvoll und wichtig, wie es noch vor Jahren allein das Festigkeitsverhalten oder die chemische Zu sammensetzung des Werkstoffes war. Sehr wesentlichen Anteil an der verstarkten Anwendung schweisstechnischer Fertigungsverfahren haben die Vorteile, die sich bei der Herstellung von Verbindungen metallischer Werkstoffe gegenuber anderen Verfahren, z.B. gegenuber dem Nieten oder dem Verschrauben, ergeben. Das Schweissen er zielt in fast allen Fallen erhebliche Einsparungen an Werkstoff und somit an Gewicht. Ferner lasst sich unter der Voraussetzung, dass die Schweissbar keit der Stahle mit hoherer Festigkeit gut ist, eine Ausnutzung der Fe stigkeitseigenschaften dieser Stahle erzielen, wie sie bei einer Nietung oder Verschraubung oft nicht, moglich ist. Ein weiterer, wesentlicher Vor teil des Schweissens liegt in der hoheren Leistung gegenuber anderen Ferti gungsmethoden begrundet, was zu einer rationellen Produktion fuhrt. Ein sehr grosses Anwendungsgebiet hat die Schweisstechnik im Kessel- und Behalterbau gefunden. Hier betragt die Einsparung an Werkstoff infolge Einsatz schweisstechnischer Fertigungsverfahren, um ein Beispiel zu den vorgenannten Vorteilen anzufuhren, nach Angaben im deutschen und auslan dischen Schrifttum (13) bisweilen bis zu 40 %."

Die Schweisstechnik hat dank der Vielzahl ihrer differenzierten Ferti gungsverfahren namentlich wahrend der letzten 25 Jahre einen nahezu un vergleichlichen Sieges lauf genommen und ist heute fur die industrielle Fertigung unentbehrlich. An ihren Erfolgen hat die elektrische Wider standsschweissung einen bedeutenden Anteil. Wahrend die elektrische Lichtbogenschweissung sowohl bei der Einzelferti gung als auch bei der Massenfertigung verwendet wird, ist das Hauptanwen dungsgebiet der elektrischen Widerstandsschweissung - bis auf wenige Aus nahmen - die Massenfertigung. Hierbei erzielt sie gegenuber anderen Schweissverfahren hochwertige Schweissverbindungen bei hervorstechender Wirtschaftlichkeit. Die Anwendungsmoglichkeit dieser Schweissmethode wird fast ausnahmslos durch konstruktive Gesichtspunkte und nicht durch den Werkstoff als sol chen bestimmt. Mit Hilfe der elektrischen Widerstandsschweissung lassen sich namlich alle Werkstoffe, die im knetbaren Zustand verschweissbar sind, unter Anwendung von Druck (Pressschweissverfahren) verschweissen. Dar uber hinaus konnen durch Widerstandsschweissverfahren verschiedenste Me talle miteinander verbunden werden, die aus metallurgischen Grunden durch die Schmelzschweissung nicht miteinander verschweisst werden konnen."

Dieser Bericht behandelt die Anderung der mechanischen Eigenschaften thermoplastischer Kunststoffe durch eindimensionales Warmrecken mit dar auf folgendem "Einfrieren" der Formung. Wegen ihrer uberragenden wirtschaftlichen Bedeutung wurden zunachst nur die Thermoplaste Polyvinylchlorid (kurz PVC) und Plexiglas in die Unter suchung einbezogen. Thermoplaste haben allgemein die Eigenschaft, dass die Werte der Zug festigkeit mit steigender Temperatur fast linear bis zum Erweichungsbe reich abnehmen. In diesem Erweichungsgebiet fallt die Zugfestigkeit hyperbolisch mit wachsender Temperatur ab und erreicht bei der Fliesstem peratur angenahert den Wert Null. Die plastische Dehnung des Werkstoffes nimmt umgekehrt wie die Zugfestig keit mit wachsender Temperatur zu und zeigt bei Temperaturen wenig ober halb des Erweichungsbereiches ein ausgepragtes enges Maximum in Art einer Glockenkurve (vergI. Abb 1 u. 4). In der Tendenz weitgehend gleich ver laufen die Kurven des physikalisch ermittelten Schubmoduls, entsprechend die Kurven der inneren Werkstoffdampfung und der technisch interessieren den Schlagzahigkeit (siehe Abb. 2, 3, 5 u. 6). Bei PVC und bei Plexiglas entsprechen sich die Kurven der Dehnung, der Dampfung und der Schlag biegefestigkeit, wobei interessanterweise Dampfungs- und Dehnungsmaximum fur jeden Stoff bei genau der gleichen Temperatur liegen. In gleicher Weise verhalten sich Zugfestigkeit und Schubmodul."

Bei allen Maschinenanlagen, in denen durch Remung Betriebsschwierig keiten, Energieverluste und VerschleiB eintreten konnen, ist die Schmierstoff frage so wichtig, daB ihr immer mehr Beachtung geschenkt wird. Deshalb wurde l keine Miihe gescheut, dieses bereits in erster Auflage freundlich -aufgenommene Biichlein, auf den heutigen Stand der Erfa4rimgen verbessert und erweitert, trotz Mangel an Zeit neu herauszubringen. Der Verfasser ist neben den Fach firmen insbesondere den Herren Chef-Ing. ERICH THIESSEN, Dipl.-1ng. PAUL BEUERLEIN und Regierungsbaumeister NESTOR KUCKHOFF fiir ihre freundliche Beratung und Unterstiitzung zu Dank verpflichtet: Moge diese zweite Auflag, e dem Konstrukteur und dem Betriebsmann ein treuer Helfer sein. I. Einteilung der Ole und Fette. A. Erdole. 1. Allgemeines. Nach der Theorie von ENGLER-HoFER, die vor allen anderen die groBere Wahrscheinlichkeit fiir sich hat, ist das ErdOl durch Druckdestillation und pflanzlicher Stoffe des Meeres entstanden. aus ungeheuren Massen tierischer Es ist in Sandsteinschichten eingelagert, die meist durch Bohrungen erschlossen werden. In Deutschland sind erdolfiihrende Schichten durchweg an sog. Salz stocke gebunden. Die Bohrtiefe ist sehr verschieden und reicht im Reich bis zu etwa 1500 m, im Auslande (Amerika) bis zu etwa 3000 m. Nicht produzierende Bohrungen sind im 1n- und Auslande bis iiber 3500 m durchgefiihrt. Bei einem Springer tritt das en durch eigenen Gasdruck selbsttatig zutage. 1st dieser zu schwach, wird es gepumpt und notigenfalls durch ein zweites Bohrloch Gas in die erdolfUhrende Sandsteinschicht eingedriickt, das dann das 01-in Blaschen durch dieSteinschicht an das Saugrohr fiihrt (Abb.l)."

Der Zerspanbarkeit der Werkstoffe kommt heute mehr denn je groBe Be deutung zu. Deshalb wurde aueh keine Miihe geseheut, dieses bereits in erster Auflage 1936 freundlieh aufgenommene Biiehlein auf den heutigen Stand der Er fahrungen verbessert und erweitert, trotz Mangel an Zeit, neu herauszubringen. Der Verfasser ist den Herren Dr.-Ing. VITS und Dr.-lng. MEYER fUr freund liehe Beratung und Unterstiitzung bei der Neuauflage zu Dank verpfliehtet. Moge aueh diese zweite Auflage dem Konstrukteur und dem Betriebsmann ein treuer Helfer sein. I. Allgemeine Betrachtnngen. Begriff der Zerspanbarkeit. Bei der spangebenden Formung bezeichnet man das Verhalten der Werkstoffe unter dem Schnitt der Werkzeuge als Zerspanbarkeit. Das Wort "Zerspanbarkeit" scheint gliicklicher gewahlt als schlechthin "Be arbeitbarkeit," weil unter Bearbeitbarkeit auch spanlose Formungsvorgange ver standen sein konnen. In diesem Hefte werden nur die reinen "Schnitt"-Bedingungen, z. B. Sehnitt gesehwindigkeit, Vorschub, Spantiefe u. a. m. betrachtet. Die "form"bedingten EinfluBgroBen, wie Gestalt des Werkstiickes, Verhaltnis von Lange zum Durch messer der Wellen, Einspannung, Zustand der Maschine u. a. m. sind auBer acht gelassen, da sie mit der Zerspanbarkeit als solcher nichts zu tun haben. Die Zerspanbarkeit laBt sieh nicht durch einen einzigen Begriff oder eine einzige Zahl ausdriicken. Um den praktischen Erfordernissen Rechnung zu tragen, lassen sieh 4 EinfluBgroBen herausschalen: 1. Die Schnittbedingungen (Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Span tiefe), die anzuwenden sind, urn eine als wirtschaftlich erkannte Standzeit (Lebens dauer) des Werkzeuges zu erreiehen, bis es wegen Abstumpfung erneuert werden muB."