Bachelorarbeit, 2020
34 Seiten, Note: 1,7
Ingenieurwissenschaften - Metallbautechnik und Metallverarbeitung
1 Einleitung
2 Vorstellung des Materials Aluminium
2.1 Chemische und physikalische Eigenschaften
2.2 Einsatzmöglichkeiten in der Industrie
2.3 Besonderheiten bezüglich der Verarbeitung
3 Schweißen und Lackieren
3.1 Der Vorgang des Schweißens
3.2 Der Vorgang des Lackierens
3.3 Möglichkeiten und Erfordernisse von Oberflächenbehandlungen
3.3.1 Mechanische Oberflächenbehandlungen
3.3.2 Metallurgische Oberflächenbehandlungen
3.3.3 Elektrochemische Oberflächenbehandlungen
3.3.4 Chemische Oberflächenbehandlungen
3.3.5 Physikalische Oberflächenbehandlungen
4 Lackieren von Aluminium
4.1 Herausforderungen
4.2 Abtragen der Oxidschicht
4.3 Entfetten
4.4 Prämissen der Lackierbarkeit von Aluminium
5 Schweißen von Aluminium
5.1 Herausforderungen
5.2 Abtragen der Schicht aus Aluminiumoxid von der Oberfläche
5.3 WIG Schweißen
5.4 Prämissen der Schweißbarkeit von Aluminium
6 Fazit
Diese Arbeit untersucht die notwendigen Voraussetzungen für die erfolgreiche Schweiß- und Lackierbarkeit von Aluminiumbauteilen im industriellen Kontext, wobei der Fokus insbesondere auf der vorbereitenden Oberflächenbehandlung liegt.
3.3.1 Mechanische Oberflächenbehandlungen
Die Gruppe der mechanischen Oberflächenbehandlungen umfasst verschiedene Methoden:
• Schleifen
• Gleitschleifen
• Bürsten
• Honen
• Strahlen
• Polieren
• Trommelpolieren
• Läppen
• Hochglanzwalzen
• Glattwalzen
• Sprengplattieren
• Dessinierwalzen (vgl. Ostermann 2014, S. 588).
Für das Bürsten werden Bürstwalzen eingesetzt. Möglich sind sowohl das einseitige wie auch zweiseitige Bürsten. Das Ziel dieser Oberflächenbehandlung ist das Herstellen einer gleichmäßig aufgerauten Oberfläche. Die Dicke der Bänder sollte mindestens 0,03 Millimeter betragen, damit das Bürsten möglich ist. Probleme entstehen beim geplanten Bürsten von Folien. Es sollte sich um einseitig kaschierte Folien handeln, damit durch das Bürsten die gewünschten Effekte entstehen (vgl. Drossel et. al. 2018, S. 102).
Der Begriff „Dessinieren“ bezeichnet das Walzen mit speziell strukturierten Prägewalzen. Ein Ziel ist die Herstellung von dekorativen Mustern. Ebenso ist es möglich, mittels Dessinieren funktionale Oberflächenstrukturen zu erzeugen (vgl. Drossel et. al. 2018, S. 520).
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die industrielle Bedeutung von Aluminium und die Notwendigkeit korrekter Oberflächenbehandlung für Schweiß- und Lackierprozesse ein.
2 Vorstellung des Materials Aluminium: Das Kapitel erläutert die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Aluminium sowie dessen vielseitige Einsatzmöglichkeiten in der Industrie.
3 Schweißen und Lackieren: Hier werden die technologischen Grundvorgänge beim Schweißen und Lackieren sowie diverse Oberflächenbehandlungsmethoden detailliert dargestellt.
4 Lackieren von Aluminium: Dieses Kapitel behandelt die spezifischen Herausforderungen und Prämissen für eine hochwertige Lackierung von Aluminiumoberflächen.
5 Schweißen von Aluminium: Der Fokus liegt auf der Problematik der Oxidschicht, dem WIG-Schweißen und den notwendigen Anforderungen an die Schweißbarkeit.
6 Fazit: Das Fazit fasst die zentralen Erkenntnisse zu den Voraussetzungen für die erfolgreiche Schweiß- und Lackierbarkeit von Aluminium zusammen.
Aluminium, Oberflächenbehandlung, Schweißen, Lackieren, Korrosionsschutz, Oxidation, Oxidschicht, Fügetechnik, Entfetten, Schweißeignung, industrielle Fertigung, Leichtbau, Aluminiumlegierungen, Werkstofftechnik, Reinigungsprozesse.
Die Arbeit analysiert die technischen Anforderungen an die Oberflächenbehandlung von Aluminium, um eine erfolgreiche Weiterverarbeitung durch Schweißen oder Lackieren zu gewährleisten.
Die zentralen Felder sind die Materialkunde von Aluminium, die verschiedenen Verfahren der Oberflächenreinigung und -veränderung sowie die prozesstechnischen Spezifika von Schweiß- und Lackierarbeiten.
Das primäre Ziel ist die Beantwortung der Frage, welche Voraussetzungen hinsichtlich der Oberflächenbehandlung für die Schweiß- und Lackierbarkeit von Aluminiumbauteilen erfüllt sein müssen.
Es handelt sich um eine theoretische Arbeit, die auf einer umfassenden Analyse der vorliegenden Fachliteratur und technologischen Grundlagen basiert.
Im Hauptteil werden die theoretischen Grundlagen der Materialeigenschaften, die verschiedenen Gruppen der Oberflächenbehandlung sowie die prozessspezifischen Herausforderungen beim Schweißen und Lackieren detailliert diskutiert.
Wichtige Begriffe sind Aluminium, Oberflächenbehandlung, Schweißen, Lackieren, Oxidschichtentfernung und industrielle Schweißeignung.
Aluminiumoxid hat einen deutlich höheren Schmelzpunkt als das Grundmetall und ist zudem sehr dicht, was den Schweißprozess stören und zu Einschlüssen oder mangelhafter Verbindung führen kann.
Eine gründliche Reinigung ist essenziell, da Fett, Öl und andere Verunreinigungen die Haftung des Lacks mindern und so die Qualität des Korrosionsschutzes gefährden.
Mit dem Eloxal-Verfahren wird gezielt eine schützende, dünne Oxidschicht an der Oberfläche erzeugt, um die Korrosionsbeständigkeit des Materials weiter zu erhöhen.
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