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Lernmaterialien für Sales Lab an der Hochschule Aalen

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TESTE DEIN WISSEN

In welchen Zustand wollen unedle Metalle übergehen?

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TESTE DEIN WISSEN

Unedle Metalle sind bestrebt, unter Abgabe von Energie in den thermodynamisch stabileren Zustand, also in die oxidierte Form, überzugehen.

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Welchen Einfluss spielt hierbei die Kinetik?

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TESTE DEIN WISSEN

Kinetik kann hier Abhilfe schaffen, indem die Rückreaktion verzögert wird.

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Beschreiben Sie den Korrosionsmechanismus von Flächenkorrosion.

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TESTE DEIN WISSEN

Korrosionsmechanismus:
• Es bilden sich anodische und kathodische Teilbereiche auf der gesamten Oberfläche.
• Ständiger Ortswechsel dieser Teilbereiche, abhängig von Zusammensetzung, Feuchtigkeits- und Sauerstoffangebot
• Bildung einer Oxidschicht in neutralen Bereichen

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Welche zwei spezial Fälle von Kontaktkorrosion kennen Sie? Nennen Sie jeweils zwei Eigenschaften.

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Kontaktkorrosion an CFK-Bauteilen

Carbonfasern
• sind elektrisch leitfähig
• haben oft ein sehr hohes elektrochemisches Potenzial
CFK/Metall-Verbünde
• Weisen ein hohes Gefährdungspotenzial hinsichtlich Kontaktkorrosion auf
• Konventionelle Schutzkonzepte greifen oft nicht

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Beschreiben Sie den Korrosionsmechanismus bei Lochfraß-/Mundkorrosion.

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Korrosionsmechanismus:
• Aus der Oxidschicht wird Sauerstoff durch Chloridionen verdrängt.
• Durch weitere Anlagerungen entsteht ein ungeschützter Bereich → der Angriff beginnt.
• Loch bildet Anode, die restliche Oberfläche wird zur Kathode

• Sauerstoff-Konzentrationsunterschiede im Loch und außerhalb führen zur Ausbildung eines Lokalelements (Belüftungselement).

• Gelöste Metallionen + Chloridionen = Salzbildung
• Durch Bildung von Metallhydroxiden wird Elektrolyt sauer

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Was können Sie über Spaltkorrosion sagen?

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TESTE DEIN WISSEN

• Gefährdete Werkstoffe ähnlich wie bei Lochfraß
• Aufgrund von Konzentrationsdifferenzen im Korrosionsmedium (Sauerstoff) entsteht ein Lokalelement (O2-Verarmung der Lösung
im Spalt = Anode, viel Sauerstoff = Kathode)
• Spalt vorhanden oder durch Kontaktkorrosion gebildet
• Möglich bei

  • gleichartigem Metall
  • verschiedenen Metallen
  • Metall und Nichtmetall


• Beispiele:

  •  Punktschweißen, zwischen Stahlplatten, Nieten, Dichtungen
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Welcher Unterschied besteht zwischen Spaltkorrosion und Lochfraß?

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TESTE DEIN WISSEN

Lochfraß und Spaltkorrosion sind einander mechanistisch sehr ähnlich, mit dem Unterschied, dass bei der Spaltkorrosion bereits eine Schwachstelle durch die Konstruktion vorgegeben ist.
Deshalb findet Spaltkorrosion im Vergleich zum Lochfraß bereits bei niedrigeren Potenzialen statt.

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Beschreiben Sie den Korrosionsmechanismus der Spannungsrisskorrosion.

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TESTE DEIN WISSEN

Korrosionsmechanismus:
• Lokale Schwankungen in der
Legierungszusammensetzung führen zur
Ausbildung einer galvanischen Zelle.
• Edleres Metall bildet dabei die Kathode,
unedleres die Anode.
• Die Anode wird aufgelöst, wodurch die Festigkeit
nachlässt.
• Formen:

  • Interkristallin
  • Transkristallin
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Welche Beispiele kennen Sie für diese Vorgehensweise (Anbringen von Opferanoden)?

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  • Windkraftanlagen
  • Rohrleitungssysteme
  • Brückenbau
  • Pipelines
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Wie verläuft Korrosionsschutzgerechte Konstruktion?

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TESTE DEIN WISSEN

• Die Stahlbauteile sollten von allen Seiten zugänglich sein, um die Korrosionsschutzschichten aufbringen zu können und eine einfache Überwachung zu ermöglichen.
Vermeidung von Spalten (Schweißen statt Schrauben oder Nieten)
Glatte Oberflächen durch Polieren
Abbau von Spannungsspitzen durch Vermeidung von scharfkantigen Kerben oder schroffen Querschnittsübergängen.
• Vermeidung von Schmutz- und Wasseransammlungen, gute Belüftung
• U-Eisen und Winkel mit Öffnung nach unten
• Hohlprofile mit Entwässerungsöffnungen

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Wie verläuft Korrosionsschutzgerechte Konstruktion?

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TESTE DEIN WISSEN
  • Die Stahlbauteile sollten von allen Seiten zugänglich sein, um die Korrosionsschutzschichten aufbringen zu können und eine einfache Überwachung zu ermöglichen.

  • Vermeidung von Spalten (Schweißen statt Schrauben oder Nieten)

  • Glatte Oberflächen durch Polieren

  • Abbau von Spannungsspitzen durch Vermeidung von scharfkantigen Kerben oder schroffen Querschnittsübergängen.

  • Vermeidung von Schmutz- und Wasseransammlungen, gute Belüftung

  • U-Eisen und Winkel mit Öffnung nach unten

  • Hohlprofile mit Entwässerungsöffnungen

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Nennen Sie zwei Punkte zur Wirtschaftlichen Bedeutung von Korrosion.

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TESTE DEIN WISSEN

• Etwa 4 % des Bruttosozialproduktes eines westlichen Industriestaates wird durch Korrosion
vernichtet.

• Anwendung aktueller wissenschaftlicher Standards im Korrosionsschutz könnte 375-875 Mrd. $

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Beispielhafte Karteikarten für deinen Sales Lab Kurs an der Hochschule Aalen - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

In welchen Zustand wollen unedle Metalle übergehen?

A:

Unedle Metalle sind bestrebt, unter Abgabe von Energie in den thermodynamisch stabileren Zustand, also in die oxidierte Form, überzugehen.

Q:

Welchen Einfluss spielt hierbei die Kinetik?

A:

Kinetik kann hier Abhilfe schaffen, indem die Rückreaktion verzögert wird.

Q:

Beschreiben Sie den Korrosionsmechanismus von Flächenkorrosion.

A:

Korrosionsmechanismus:
• Es bilden sich anodische und kathodische Teilbereiche auf der gesamten Oberfläche.
• Ständiger Ortswechsel dieser Teilbereiche, abhängig von Zusammensetzung, Feuchtigkeits- und Sauerstoffangebot
• Bildung einer Oxidschicht in neutralen Bereichen

Q:

Welche zwei spezial Fälle von Kontaktkorrosion kennen Sie? Nennen Sie jeweils zwei Eigenschaften.

A:

Kontaktkorrosion an CFK-Bauteilen

Carbonfasern
• sind elektrisch leitfähig
• haben oft ein sehr hohes elektrochemisches Potenzial
CFK/Metall-Verbünde
• Weisen ein hohes Gefährdungspotenzial hinsichtlich Kontaktkorrosion auf
• Konventionelle Schutzkonzepte greifen oft nicht

Q:

Beschreiben Sie den Korrosionsmechanismus bei Lochfraß-/Mundkorrosion.

A:

Korrosionsmechanismus:
• Aus der Oxidschicht wird Sauerstoff durch Chloridionen verdrängt.
• Durch weitere Anlagerungen entsteht ein ungeschützter Bereich → der Angriff beginnt.
• Loch bildet Anode, die restliche Oberfläche wird zur Kathode

• Sauerstoff-Konzentrationsunterschiede im Loch und außerhalb führen zur Ausbildung eines Lokalelements (Belüftungselement).

• Gelöste Metallionen + Chloridionen = Salzbildung
• Durch Bildung von Metallhydroxiden wird Elektrolyt sauer

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Q:

Was können Sie über Spaltkorrosion sagen?

A:

• Gefährdete Werkstoffe ähnlich wie bei Lochfraß
• Aufgrund von Konzentrationsdifferenzen im Korrosionsmedium (Sauerstoff) entsteht ein Lokalelement (O2-Verarmung der Lösung
im Spalt = Anode, viel Sauerstoff = Kathode)
• Spalt vorhanden oder durch Kontaktkorrosion gebildet
• Möglich bei

  • gleichartigem Metall
  • verschiedenen Metallen
  • Metall und Nichtmetall


• Beispiele:

  •  Punktschweißen, zwischen Stahlplatten, Nieten, Dichtungen
Q:

Welcher Unterschied besteht zwischen Spaltkorrosion und Lochfraß?

A:

Lochfraß und Spaltkorrosion sind einander mechanistisch sehr ähnlich, mit dem Unterschied, dass bei der Spaltkorrosion bereits eine Schwachstelle durch die Konstruktion vorgegeben ist.
Deshalb findet Spaltkorrosion im Vergleich zum Lochfraß bereits bei niedrigeren Potenzialen statt.

Q:

Beschreiben Sie den Korrosionsmechanismus der Spannungsrisskorrosion.

A:

Korrosionsmechanismus:
• Lokale Schwankungen in der
Legierungszusammensetzung führen zur
Ausbildung einer galvanischen Zelle.
• Edleres Metall bildet dabei die Kathode,
unedleres die Anode.
• Die Anode wird aufgelöst, wodurch die Festigkeit
nachlässt.
• Formen:

  • Interkristallin
  • Transkristallin
Q:

Welche Beispiele kennen Sie für diese Vorgehensweise (Anbringen von Opferanoden)?

A:
  • Windkraftanlagen
  • Rohrleitungssysteme
  • Brückenbau
  • Pipelines
Q:

Wie verläuft Korrosionsschutzgerechte Konstruktion?

A:

• Die Stahlbauteile sollten von allen Seiten zugänglich sein, um die Korrosionsschutzschichten aufbringen zu können und eine einfache Überwachung zu ermöglichen.
Vermeidung von Spalten (Schweißen statt Schrauben oder Nieten)
Glatte Oberflächen durch Polieren
Abbau von Spannungsspitzen durch Vermeidung von scharfkantigen Kerben oder schroffen Querschnittsübergängen.
• Vermeidung von Schmutz- und Wasseransammlungen, gute Belüftung
• U-Eisen und Winkel mit Öffnung nach unten
• Hohlprofile mit Entwässerungsöffnungen

Q:

Wie verläuft Korrosionsschutzgerechte Konstruktion?

A:
  • Die Stahlbauteile sollten von allen Seiten zugänglich sein, um die Korrosionsschutzschichten aufbringen zu können und eine einfache Überwachung zu ermöglichen.

  • Vermeidung von Spalten (Schweißen statt Schrauben oder Nieten)

  • Glatte Oberflächen durch Polieren

  • Abbau von Spannungsspitzen durch Vermeidung von scharfkantigen Kerben oder schroffen Querschnittsübergängen.

  • Vermeidung von Schmutz- und Wasseransammlungen, gute Belüftung

  • U-Eisen und Winkel mit Öffnung nach unten

  • Hohlprofile mit Entwässerungsöffnungen

Q:

Nennen Sie zwei Punkte zur Wirtschaftlichen Bedeutung von Korrosion.

A:

• Etwa 4 % des Bruttosozialproduktes eines westlichen Industriestaates wird durch Korrosion
vernichtet.

• Anwendung aktueller wissenschaftlicher Standards im Korrosionsschutz könnte 375-875 Mrd. $

Sales Lab

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Einführung in die Stahlnormung



Stahlnormung - Bringt System ins Bezeichnungschaos


Zweck der Normung:

• Vereinfachung und Standardisierung der Kommunikation zwischen Lieferanten, Kunden, sowie innerhalb der Unternehmen
• Rechtssicherheit beim Ein- und Verkauf von Eisenwerkstoffen und Bauteilen
• Seit 1990 gilt innerhalb Europas ein einheitliches Bezeichnungssystem sowie einheitliche Werkstoffnummern für alle Eisenwerkstoffe.


1. Der Stahlschlüssel

Sehr umfangreiches Nachschlagewerk mit allen wichtigen nationalen und vielen internationalen Stahlsorten

Wichtig: Der Stahlschlüssel enthält Auszüge aus Normen, ist aus rechtlicher Sicht jedoch selber keine Norm! 

-> Im Zweifelsfall gelten die Angaben in den aktuell gültigen DIN-, EN-, ISO-Normen


2. Einteilung der Stähle

Wie ist Stahl definiert?


Stahlnormung – Abgrenzung 

Qualitätsstahl, Edelstahl, legiert, unlegiert nach DIN EN 10020

Qualitätsstähle (unlegiert):

Mit Anforderungen, z.B. nach Bruchzähigkeit, Korngröße und/oder Umformbarkeit


Edelstähle (unlegiert):
Stähle mit höherem Reinheitsgrad bezüglich nichtmetallischer Einschlüsse als Qualitätsstähle.

Wichtig: Der Begriff „Edelstahl“ sagt nichts über die Korrosionsbeständigkeit des Stahls aus!



Legierte Stähle 

  • Stähle, deren Grenzmenge an Legierungsbestandteilen nach Norm überschritten wird
  • Niedriglegierte Stähle: mittlere Gehalt der Legierungszusätze < 5 %
  • Hochlegierte Stähle: wenn min. ein Legierungszusatz > 5 % enthalten ist 
  • Hauptgüteklassen:
    • Legierte Qualitätsstähle: nicht zum Vergüten, Oberflächenhärten vorgesehen; keine Anforderungen an den Reinheitsgrad, aber z.B. an die Bruchzähigkeit, Korngröße, Umformbarkeit, Zusammensetzung
    • Legierte Edelstähle: stark eingeschränkte, definierte Eigenschaften (z.B. Streckgrenzen-, Härtbarkeitswerte) und definierte chemische Zusammensetzung. Gut geeignet zum Vergüten und Oberflächenhärten. 
    • Beispiele:
      • Maschinenbaustähle
      • Wälzlagerstähle
      • Werkzeugstähle
      • Schnellarbeitsstähle


Nichtrostende Stähle
  • Festlegung durch Zusammensetzung
    • Cr ≥ 10,5 % (Mindestanforderung -> Viel Hilft viel!, meist > 12 %)
    • C ≤ 1,2 %
  • Zusätzliche Unterscheidung nach:
    • Nickelgehalt -> Beeinflusst Gefüge; ferritisch/austenitisch
    • Haupteigenschaften (korrosionsbeständig, hitzebeständig, warmfest)
  • Nichtrostender Stahl ≠ Edelstahl
    • Wird z. T. umgangssprachlich fälschlicherweise als Synonym verwendet
    • Nichtrostende Stähle sind eine Untergruppe von Legierten Stählen mit spezieller Zusammensetzung und werden nicht in Qualitäts- und Edelstähle unterteilt    
    • Edelstähle sind somit nur eine Güteklasse von legierten und unlegierten Stählen
    • D.h. Edelstähle sind nicht (zwangsläufig) nichtrostend


Wichtige Stahlgruppen (1)

  • Allgemeine Baustähle 
  • Schweißgeeignete Feinkornbaustähle
  • Vergütungsstähle


Wichtige Stahlgruppen (2)

  • Einsatzstähle
  • Automatenstähle
  • Nichtrostende Stähle


Wichtige Stahlgruppen (3)

  • Werkzeugstähle
  • Kaltarbeitsstähle
  • Warmarbeitsstähle
  • Schnellarbeitsstähle


3. Bezeichnung von Stählen

Es gibt unterschiedliche Nomenklatursysteme für Stähle

1. Werkstoffnummer → DIN EN 10027-2

2. Kurzname d. Werkstoffs → DIN EN 10027-1, beruht auf einer d. folgenden Werkstoffeigenschaften:

  • Chemische Zusammensetzung
  • Mechanische Eigenschaften
  • Technologischen Eigenschaften


Bezeichnungssystem der Eisenwerkstoffe



Bezeichnung nach Stahlkurzname

1. nach Verwendung, nach mechanischen Eigenschaften, nach physikalischen Eigenschaften, z.B.:
• Stähle für den allgemeinen Stahlbau
• Stähle für den Druckbehälterbau
• Maschinenbaustähle
• Elektroblech und Band


2. nach der chem. Zusammensetzung:
• unlegierte Stähle
• legierte Stähle, jedes Legierungselement < 5%
• (hoch) legierte Stähle, min. 1 Legierungselement > 5%
• Schnellarbeitsstähle




Korrosion

1. Wirtschaftliche Bedeutung

• Etwa 4 % des Bruttosozialproduktes eines westlichen Industriestaates wird durch Korrosion
vernichtet.

• Anwendung aktueller wissenschaftlicher Standards im Korrosionsschutz könnten 375-875 Mrd. $
bzw. 15-35 % der globalen Korrosionsschäden einsparen


Korrosionsschutz beginnt schon bei der Bauteilplanung am Rechner.


2. Thermodynamische Betrachtung der Korrosion

Warum tritt Korrosion überhaupt auf?

Energiereiches elementares Metall hat die Tendenz, sich in den energiearmen Zustand seines Ausgangsproduktes umzuwandeln. Durch Korrosion wird der thermodynamisch günstigere Zustand wiederhergestellt.


Thermodynamik vs. Kinetik

Unedle Metalle sind bestrebt, unter Abgabe von Energie in den thermodynamisch stabileren Zustand, also in die oxidierte Form, überzugehen.
Kinetik kann hier Abhilfe schaffen, indem die Rückreaktion verzögert wird.
Alternativ muss dem System Energie zugeführt werden, um den Zustand aufrecht zu erhalten.


3. Elektrochemische Korrosion



  • Ausbildung eines Galvanischen Elements durch Potenzialdifferenz gemäß elektrochemischer Spannungsreihe:      unedleres Metall wird zur Anode, edleres Metall wird zur Kathode
  • Die elektrochemische Spannungsreihe liefert eine Aussage zur thermodynamischen Triebkraft der Ionenfreisetzung
  • Eine Aussage zum praktischen Korrosionsverhalten kann indes nicht direkt abgeleitet werden, da die Potenziale nur für Standardbedingungen gelten


4. Korrosionsarten



4.1 Flächenkorrosion / Ebenmäßige Korrosion


Korrosionsmechanismus:
• Es bilden sich anodische und kathodische Teilbereiche auf der gesamten Oberfläche
Ständiger Ortswechsel dieser Teilbereiche, abhängig von Zusammensetzung, Feuchtigkeits- und Sauerstoffangebot
Bildung einer Oxidschicht (Schutz) in neutralen Bereichen


Rosten von Eisen / Stahl

  • Für das Rosten von Eisen sind Sauerstoff und Wasser notwendig. Fehlt eine der Komponenten, findet praktisch keine Korrosion statt.
  • Rost wird meist chemisch als FeO(OH) beschrieben, ist aber genau genommen ein Gemisch aus hydratisierten
    Eisenoxiden
    wie FeO, Fe2O3 und Fe3O4.
  • Rost ist porös und haftet schlecht. Er bewirkt keine Passivierung (Erzeugung einer nichtmetallischen Schutzschicht) der Oberfläche!
  • Die Passivierung von Stahl ist möglich, erfolgt jedoch anders
  • Salze beschleunigen den Korrosionsvorgang durch die
    • Erhöhung der Leitfähigkeit des Elektrolyts
    • Aufhebung der Polarisation der Anode
    • Bildung löslicher Fe(III)-Komplexe, welche auch in Abwesenheit von O2 als Kathode fungieren können



Flächenkorrosion von Eisen: Korrosion nach dem Wasserstofftyp bei pH < 4





4.2 Kontaktkorrosion / Bimetallkorrosion


  • Beschleuniger:
    • Abstand der Metalle in der Spannungsreihe
    • Kathodenfläche größer als Anodenfläche


  • Beispiele:
    • Heißwasserleitung (Messingteile und Kupferleitung)
    • Dachabdeckungen (verzinktes Blech und Kupfer)
    • Heizkörper (Eisen/Stahl und Kupferrohre)


Ungünstig sind daher große Kathodenflächen kombiniert mit kleinen Anodenflächen, da sich die Korrosionsstromdichte diesem Verhältnis umgekehrt anpasst und so die Anode sich sehr schnell auflöst.


Spezialfall: Kontaktkorrosion an CFK-Bauteilen (Carbonfaser verstärkter Kunststoff)


Carbonfasern:
  • sind elektrisch leitfähig
  • haben oft ein sehr hohes elektrochemisches Potenzial


CFK/Metall-Verbünde:
  • Weisen ein hohes Gefährdungspotenzial hinsichtlich Kontaktkorrosion auf
  • Konventionelle Schutzkonzepte greifen oft nicht



4.3 Lochfraß- / Muldenkorrosion


Korrosionsmechanismus:
Aus der Oxidschicht wird Sauerstoff durch Chloridionen verdrängt
• Durch weitere Anlagerungen entsteht ein ungeschützter Bereich → der Angriff beginnt.
Loch bildet Anode, die restliche Oberfläche wird zur Kathode

Sauerstoff-Konzentrationsunterschiede im Loch und außerhalb führen zur Ausbildung eines Lokalelements (Belüftungselement).

• Gelöste Metallionen + Chloridionen = Salzbildung
• Durch Bildung von Metallhydroxiden wird Elektrolyt sauer


4.4 Spaltkorrosion


Gefährdete Werkstoffe ähnlich wie bei Lochfraß
• Aufgrund von Konzentrationsdifferenzen im Korrosionsmedium (Sauerstoff) entsteht ein Lokalelement (O2-Verarmung der Lösung im Spalt = Anode, viel Sauerstoff = Kathode)
• Spalt vorhanden oder durch Kontaktkorrosion gebildet
• Möglich bei:

  • gleichartigem Metall
  • verschiedenen Metallen
  • Metall und Nichtmetall


• Beispiele:

  •  Punktschweißen, zwischen Stahlplatten, Nieten, Dichtungen


Spaltkorrosion vs. Lochfraß

Lochfraß und Spaltkorrosion sind einander mechanistisch sehr ähnlich, mit dem Unterschied, dass bei der Spaltkorrosion bereits eine Schwachstelle durch die Konstruktion vorgegeben ist. Deshalb findet Spaltkorrosion im Vergleich zum Lochfraß bereits bei niedrigeren Potenzialen statt.


4.5 Spannungsrisskorrosion


Korrosionsmechanismus:
Lokale Schwankungen in der Legierungszusammensetzung führen zur Ausbildung einer galvanischen Zelle (Vorrichtung zur spontanen Umwandlung von chemischer in elektrische Energie)
Edleres Metall bildet dabei die Kathode, unedleres die Anode
Anode wird aufgelöst -> Festigkeit lässt nach
• Formen:

  • Interkristallin
  • Transkristallin


5. Korrosionsschutz





5.1 Kathodischer Korrosionsschutz (KKS)


Anbringen von Opferanoden:

Sogenannte Opferanoden aus Zink, Aluminium oder Magnesiumlegierungen werden bei kathodischer Schaltung des zu schützenden Metalls angelegt. Dadurch wird die Metallauflösung des Werkstücks verhindert.


5.2 Korrosionsschutzgerechte Konstruktion


  • Die Stahlbauteile sollten von allen Seiten zugänglich sein, um die Korrosionsschutzschichten aufbringen zu
    können und eine einfache Überwachung zu ermöglichen.
  • Vermeidung von Spalten (Schweißen statt Schrauben oder Nieten)
  • Glatte Oberflächen durch Polieren
  • Abbau von Spannungsspitzen durch Vermeidung von scharfkantigen Kerben oder schroffen
    Querschnittsübergängen
  • Vermeidung von Schmutz- und Wasseransammlungen, gute Belüftung
  • U-Eisen und Winkel mit Öffnung nach unten
  • Hohlprofile mit Entwässerungsöffnungen


5.3 Konversionsschichten



5.4 Korrosionsschutz durch Überzüge


Edlere Metallschutzschichten auf Stahl:

Eine Veredelung der Oberfläche durch ein elektrochemisch edleres Metall auf Stahl erzeugt Korrosionsschutz aufgrund der Potenzialverschiebung. Diese Art von Korrosionsschutz ist jedoch mit Vorsicht zu genießen, da im Falle einer Oberflächenschädigung ein ungünstiger Fall von Kontaktkorrosion auftritt (kleine Anode, große Kathode).


5.5Korrosionsschutz durch organische Beschichtungssysteme


6. Zusammenfassung


  • Der Korrosionsschutz umfasst viele Aspekte der Oberflächentechnik, die vielfach in Kombination eingesetzt werden.
  • Korrosion von Metallen hängt von verschiedenen materialspezifischen Faktoren und Umgebungsbedingungen ab. 
  • Daher ist Korrosion als eine Systemeigenschaft und Korrosionsschutz ganzheitlich, angefangen bei der konstruktionsgerechten Konstruktion, zu begreifen.
  • Das Verstehen der Korrosion bzw. deren Einflussgrößen ist die Basis für die Entwicklung und Anwendung von Korrosionsschutzkonzepten.



Skript Technikum - Technologie des Schweißens


1. Definition Schweißen

  • Unter Schweißen versteht man das unlösbare Verbinden von Bauteilen unter Anwendung von Wärme,
    mit oder ohne Schweißzusatzwerkstoffen. Dabei werden beim Schmelzschweißen die Grundwerkstoffe bis zur Verflüssigung erhitzt und so verbunden.


2. Gliederung der Schweißprozesse
  • Art der Fertigung
  • Zweck
  • Art des Energieträgers
  • Grundwerkstoff

Art der Fertigung

5 Mechanisierungsgrade:

● Handschweißen
● Teilmechanisches Schweißen
● Vollmechanisches Schweißen
● Automatisches Schweißen

  • Roboterschweißen


Handschweißen

Alle Bewegungs- und Arbeitsabläufe werden manuell ausgeführt.


Teilmechanisches Schweißen
Manuelles Schweißen (manuelle Führung des Schweißbrenners bzw.
Stabelektrodenhalters und manuelle Werkstückhandhabung) mit einem
mechanischen Drahtvorschub.


Automatisches Schweißen
Alle Arbeits- und Bewegungsabläufe werden mechanisiert ausgeführt. Eine
manuelle Nachregelung der Schweißparameter während des
Schweißvorgangs ist nicht möglich.


Zweck



Art des Energieträgers



Grundwerkstoff

  • Stähle Maßgebliches Element von Stählen ist das Element Kohlenstoff (C). Je höher der Kohlenstoffgehalt desto mehr können folgende Erscheinungen auftreten:
    • Härteneigung in der Wärmeeinflusszone
    • Aufkohlung
    • Kaltrissbildung, Heißrissbildung
    • Verzug der Bauteile
    • Verminderte Schweißeignung (ohne Berücksichtigung der zusätzlichen Legierungselemente)


Werkstoffe bis 2,06 % Masseanteil Kohlenstoff gelten als Stähle -> nicht alle schweißbar -> schweißgeeignet bis zu einem Kohlenstoffgehalt von 0,22 %



  • Niedriglegierter Stähle 
    • Die Schweißeignung niedriglegierter Stähle wird über das sogenannte Kohlenstoff-äquivalent bestimmt. 



  • Hochlegierte Stähle
    • Ferritische Chromstähle und austenitische Chrom-Nickel- und Mangan-Stähle besitzen übergreifend eine gute Schweißeignung
  • Kunststoff
    • In der Gruppe der Kunststoffe sind nur die thermoplastischen Kunststoffe schweißbar, die übergreifend eine gute Schweißeignung besitzen
  • Glas
    • Beim Schweißen von Glas ist zu beachten, dass Spannungen zu vermeiden sind da diese zu Rissen im Material führen können. Damit ist ein punktförmiger Wärmeeintrag zu unterbinden


Vorstellung der einzelnen Schweißverfahren


Gasschmelzschweißen
Beschreibung des Verfahrens:
  • Beim Gasschmelzschweißen (Autogenschweißen) werden zwei Werkstücke durch eine Brenngas/Sauerstoff-Flamme in  der Schweißzone (2 bis 5 mm vor dem Flammenkegel) zum Schmelzen gebracht
  • Je nach Anwendung wird dem Schweißbad Zusatzwerkstoff in Form eines speziell legierten Schweißstabes zugeführt.


Anwendungen:
Verbinden von Blechen und Rohren aus unlegierten und niedrig legierten Stählen. Auch Gusseisen und Nichteisenmetalle werden autogen geschweißt.


Elektrodenhandschweißen

Beschreibung des Verfahrens:

  • Beim Schweißen bildet sich ein Lichtbogen zwischen einer umhüllten Stabelektrode und dem Werkstück. Die Stabelektrode ist in ihren Eigenschaften annähernd wie der zu schweißende Werkstoff.
  • Die Elektrode brennt am gezündetem Lichtbogen ab und verschmilzt mit dem aufgeschmolzenem Werkstück
  • zusätzliches Schutzgas nicht erforderlich, da Umhüllung der Elektrode eine Art Schutzgas um das Schweißgut erzeugt.


Komponenten:

  • Elektrode
  • Elektrodenhalter
  • Kabel
  • Stromquelle (Schweißgerät) 20-50V, hohe Amperezahl, regelbar
  • Masseklemme am Werkstück (Rückfluss des Stromes)
  • Schutzvorrichtungen:
    • Sichtschutz
    • Strahlenschutz (Lederschürze)
    • Spritzschutz flüssiges Metall
    • Gasabsaugung
    • Gehörschutz


Metallschutzgasschweißen MSG

Beschreibung des Verfahrens:
  • Die Drahtelektrode bildet mit dem Werkstück einen Lichtbogen und dient zugleich als Schweißzusatz. Abhängig von den zu schweißenden Werkstoffen kommen als Schutzgase inerte oder aktive Gase zum Einsatz.

Komponenten:

  • Drahtrolle
  • Trafo
  • Schlauchpaket
  • Brenner


Dieses Verfahren wird weiter unterteilt in MIG- & MAG-Schweißen 

Metall-Inertgas-Schweißen (MIG) / Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG)


MIG (Metall-Inertgas-Schweißen)
  • Diese Gase reagieren nicht mit anderen Stoffen, sie werden eingesetzt beim Schweißen von Aluminium, Kupfer, Titan und anderen Nichteisenmetallen. Gase: Argon oder Helium.


MAG (Metall-Aktivgas-Schweißen)
  • Für spezielle Anwendungen können auch Gemische mit z.B. Kohlendioxyd oder Argon plus C02 eingesetzt werden. Da die Gase Kohlendioxyd und Sauerstoff chemische Reaktionen beim Schweißen bewirken, werden sie als „aktiv“ bezeichnet. Mit aktiven Gasen werden unlegierte, niedrig legierte und hoch legierte Stähle geschweißt.

Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG)
Beschreibung des Verfahrens:
  • Beim WIG-Schweißen wird der Lichtbogen zwischen einer Wolframelektrode und dem Werkstück erzeugt. Die Wolframelektrode wird nicht aufgebraucht.
  • Eine Schweißverbindung zwischen den Werkstücken kann auch hergestellt werden, indem die Schweißnaht zusammengeschweißt wird. Verwendet man einen Zusatzwerkstoff, so wird er manuell in die flüssige Schweißnaht eingeführt und nicht, wie beim MIG/MAG-Schweißen, durch den Schweißbrenner.


Plasmaschweißen

Beschreibung des Verfahrens:

  • Beim Plasmaschweißen brennt der Lichtbogen ebenso wie beim WIG-Schweißen zwischen der Wolframelektrode und dem Werkstück. Der Lichtbogen wird beim Plasmaschweißen durch eine zusätzliche wassergekühlte Plasmadüse eingeschnürt
  • Beim Plasmaschweißen brennt zwischen der Wolframelektrode und der Plasmadüse zusätzlich der Pilotlichtbogen. Der Pilotlichtbogen ionisiert die Lichtbogenstrecke und führt dadurch zu hoher Zündzuverlässigkeit


Punktschweißen

Beschreibung des Verfahrens:
  • Durch Einbringung von konduktiver Wärme und Kraft werden die Materialien verschweißt. Nachdem die Elektroden das Material mit hohem Druck formschlüssig vorgepresst haben, wird von einem Transformator ausgehend ein hoher Stromimpuls (über die Elektroden) in das Material geleitet und erhitzt dieses
  • Durch die Änderung des Aggregatzustandes und dem hohen Druck der Elektroden verbinden sich die Materialien


Buckelschweißen

Beschreibung des Verfahrens:

  • Beim Buckelschweißen wird in ein Materialteil ein Buckel eingepresst, welcher dann verschweißt wird. Wenn unterschiedliche Blechstärken verschweißt werden sollen, wird der Buckel in das dickere Blech eingebracht. Während des Schweißvorgangs bildet sich der Buckel fast vollständig zurück.


Reibschweißen

Beschreibung des Verfahrens:

  • Das Reibschweißen ist ein Pressschweißverfahren.
  • Die Einbringung der notwendigen Energie zum Verbinden der Werkstücke erfolgt mittels mechanischer Reibung und Druck
  • Sie wird in der Regel durch eine Bewegung zwischen einem rotierenden und einem feststehenden Fügeteil erzeugt


Laserstrahlschweißen

Beschreibung des Verfahrens:

  • Der Laserstrahl wird durch eine Optik auf den Fügebereich fokussiert, um dort die Werkstücke auf Schmelztemperatur zu erwärmen. Wenn die Werkstücke aufschmelzen verbinden sie sich und bilden eine formschlüssige Verbindung. Während des Schweißprozesses wird zum Schutz der Schmelzoberfläche vor Oxidation ein Schutzgas verwendet.


Arbeitsschutz

  • Gefahren
    • Brandgefahr
    • Explosionsgefahr
    • Elektrische Gefährdung
    • Mechanische Gefährdung
    • Optische Strahlung
    • Lärm
    • Schadstoffe
    • Starke Belastung von Muskeln und Skelett



SALES VS. PURCHASING – COUNTERPART ANALYSIS

Executive Sales Management


Sales Success


Success is possible if you know your counterpart!

Who is the right contact person @ Purchasing?
What is the Level of Education of the counterpart?
Organisation and Structure?
Targets and Strategy?
Who makes the decision?


Sales vs. Purchasing – Counterpart Analysis






Win-Win-Situation





Purchasing yesterday and today



Purchasing organization: Four Pillars


Purchasing organization: 1st Pillar

  • One Face to the Supplier
    • central element of the Automotive Purchasing organization
    • reduction of the complexity of interfaces
    • one point of contact for commercial, one for technical issues for the supplier
    • structured into material fields
    • located in regional centres


Purchasing organization: 2nd Pillar

  • Clear Responsibilities
    • one decision maker in commercial and technical meetings
    • reduced numbers of contact persons for suppliers
    • Clear separation of responsibilities between Project Management Purchasing and Material Field Purchasing
    • Material Field Purchasing has sole responsibility for awarding business


Purchasing organization: 3rd Pillar

  • Linking Business 
    • cross-divisional link of awarding new business with series production 
    • make full use of existing potentials
    • provide new business opportunities to suppliers


Purchasing organization: 4th Pillar

  • Increased Competition 
    • at least two qualified suppliers available at the time of the awarding decisions



Organigram


Indirect Purchasing Area‘s


Direct Purchasing area‘s


Purchasing volume


Functions @ purchasing



Commodity Buyer CP/ABxy

  • Material Field Purchasing
    • aligned to Bosch purchasing strategy
    • single point of contact for any commercial communication with the supplier
    • only gate of business for the supplier
    • responsibility of a material field
    • link business awarding to series business 
    • works in tandem with technical Service Center
    • empowerment of regions


Project Buyer CP/PPx

  • Project Management Purchasing
    • first point of contact for business units and divisions
    • manages platform and application projects
    • interface between BU (business unit) and Material Field Purchasing (ABxy)
    • responsible for preventive quality planning and final release of purchased parts
    • in charge of change management for purchased parts and technical cost saving projects


Supplier Quality CP/TSC

  • Technical Service Center
    • single point of contact  for technical communication at the supplier plant 
    • aligned to suppliers and material fields
    • ensures quick cycle time in all technical communication
    • ability to solve any technical issues using principle of "on-site, on-the-spot"
    • responsible for quality and production process related issues at the supplier
    • works in tandem with Material Field Purchasing (ABxy)


Task Force Team CP/ASD

  • Automotive Supplier Development
    • responsible for supplier development
    • target is the improvement of the overall supplier performance 
    • collaboration projects using BPS tool
    • located in the region close to important supplier clusters
    • projects contracted by Material Field Purchasing


Quality Manager - Product specific CP/PQA

  • Plan Quality Automotive
    • aligned to the plants
    • handles supplier quality issues
    • ensures a continuous production flow
    • owner of this claims management process
    • in charge of the physical measurement of supplier parts
    • responsible for the incoming inspection


Controller CP/PUC2

  • Purchasing Controlling Automotive 
    • provides the controlling basis for the Automotive Purchasing Organization
    • responsible for monitoring and reporting the results of BBM Purchasing
    • two main orientations - the division and the material fields 
    • presence in the main regions
    • worldwide responsibility of reporting in material field, product class, plant, business unit and division


Summary and challenges

  • The part on purchased parts at OEM‘s and Tier 1 suppliers is increasing
  • Increasing Globalisation - global sales competition
  • The employees in the purchasing departments are well educated
  • Purchasing has a filter and categorization system which should be knowm to sales
  • The commodity buyer is the main counterpart of the key account manager






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