Thesis (M.S.)--University of Wisconsin--Madison. / Typescript. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 200-201).

Thesis (Ph.D.)--Tufts University, 1999. / Adviser: Haris Doumanidis. Submitted to the Dept. of Mechanical Engineering. Includes bibliographical references (leaves 126-129). Access restricted to members of the Tufts University community. Also available via the World Wide Web;

Project report (M.S.)--Virginia Polytechnic Institute and State University, 1990. / Vita. Abstract. Includes bibliographical references (119-121). Also available via the Internet.

Thesis (Ph. D.)--Missouri University of Science and Technology, 2009. / Vita. The entire thesis text is included in file. Title from title screen of thesis/dissertation PDF file (viewed July 16, 2010) Includes bibliographical references (p. 175-181).

This thesis deals with the construction of the welding clamping device for the robot cell. It is divided into two parts – the theoretical part describes welding of aluminium, MIG and TIG methods, welding robots and manipulators. The goal of the thesis is to design and construct the welding clamping device for the robot cell. In the last part of the thesis the return on investment into production of welding clamping device is evaluated.

The Diploma Thesis discusses the design and overall construction of an automatic machine for welding of girders. The welding machine uses the MAG Method. The designed welding machine is made as a construction set that consists of components produced by FRONIUS. The aims of the given task are an analysis of present production, and the use of the firm’s sources and the design of a workplace.

Das Magnetpulsschweißen ermöglicht das stoffschlüssige Fügen verschiedenartiger Metalle, wobei die intermetallische Phasenbildung im Gegensatz zu herkömmlichen Schmelzschweißverfahren deutlich reduziert werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt die Entwicklung eines neuartigen optischen Messsystems, welches sich zum Bestimmen der axialen und radialen Kollisionsgeschwindigkeit eignet und die Berechnung des Kollisionswinkels ermöglicht. Es wertet das charakteristische Prozessleuchten aus, das bei der Fügepartnerkollision während dieses Pressschweißverfahrens entsteht. Experimente in Vakuumatmosphäre belegen, dass die Temperatur im Fügespalt bei kleinen Kollisionswinkeln deutlich über den Siedetemperaturen der beteiligten Werkstoffe liegen kann. Die aus dem Fügespalt strömende heiße Partikelwolke schmilzt die Fügepartneroberflächen an, bevor diese aufeinander treffen, sich stoffschlüssig verbinden und schließlich rasch abkühlen. Metallografische Analysen belegen die angeschmolzenen Bereiche in der Fügeverbindung und bilden den Ausgangspunkt für ein numerisches Modell, welches das Aufheiz- und Abkühlverhalten der Oberflächen abschätzt. Das patentierte Messsystem hilft außerdem bei der Prozesseinstellung und -überwachung mit möglichst geringer Impaktgeschwindigkeit, wobei der Einfluss verschiedener anlagenbedingter und geometrischer Faktoren untersucht wird. Der Wärmeeintrag in die Verbindungszone kann außerdem durch exotherm reagierende Zwischenschichten erhöht und dadurch die benötigte Impaktgeschwindigkeit reduziert werden. Die genannten Maßnahmen tragen dazu bei, die thermischen und mechanischen Belastungen auf die Werkzeugspulen zu reduzieren und damit ihre Lebensdauer zu erhöhen.:1 Einleitung 2 Stand der Kenntnisse beim Magnetpulsschweißen 2.1 Verfahrenseigenschaften und Anwendungsgebiete 2.2 Wirkprinzip und Einflussgrößen beim elektromagnetischen Umformen 2.3 Theorien zum Fügemechanismus beim Kollisionsschweißen 2.4 Erscheinungsbild und Eigenschaften der Verbindungszone 2.5 Messtechnisches Erfassen von Prozessparametern 2.6 Strategien für eine höhere Prozesseffizienz 2.7 Zwischenfazit zu Kapitel 2 3 Zielsetzung 4 Versuchsaufbau und Bewerten des Schweißvorgangs 4.1 Versuchsaufbau 4.2 Bewerten des Energieeinsatzes 4.3 Bewerten des Schweißergebnisses 4.4 Zwischenfazit zu Kapitel 4 5 Erfassen der kinetischen Kollisionsparameter 5.1 Entwickeln eines Messsystems zum Erfassen des Impaktblitzes 5.2 Numerisches Modell zum Bestimmen der Kollisionsparameter 5.3 Experimentelles Bestimmen der Impaktgeschwindigkeit 5.4 Experimentelles Bestimmen der Kollisionspunktgeschwindigkeit 5.5 Weitere Anwendungsmöglichkeiten der Blitzauswertung 5.6 Zwischenfazit zu Kapitel 5 6 Experimentelle Analyse der Partikelwolkeneigenschaften 6.1 Einfluss der Kollisionsbedingungen auf die Temperatur der Partikelwolke 6.2 Charakterisieren der Partikelwolke 6.3 Zwischenfazit zu Kapitel 6 7 Schweißmodell 7.1 Unterscheidung von Schweißmechanismen 7.2 Zwischenfazit zu den experimentellen Ergebnissen 7.3 Metallurgische Effekte 7.4 Aufbau des temperaturbasierten Schweißmodells 7.5 Einfluss der thermischen und kinetischen Prozessbedingungen 7.6 Zwischenfazit zu den numerischen Ergebnissen 7.7 Wellenbildung 7.8 Zwischenfazit zu Kapitel 7 8 Einstellen der kinetischen Kollisionsparameter 8.1 Frequenzeinfluss 8.2 Wandstärkeeinfluss 8.3 Fügespalt- und Wirklängeneinfluss 8.4 Prozessrobustheit bei geometrischen Abweichungen 8.5 Experimentelle Hinweise zum Ermitteln des Schweißfensters 8.6 Zwischenfazit zu Kapitel 8 9 Exotherm reagierende Zwischenschichten 10 Zusammenfassung / Magnetic Pulse Welding is a pressure welding process that enables material joints between dissimilar metals. Compared to conventional fusion welding processes, the intermetallic phase formation can be minimized to an uncritical minimum due to the reduced and localized heat input. Although the process is already applied in industrial production for hybrid parts, the underlying principle of the bond formation is not yet completely explored. One of the main reasons for this is the difficulty in process monitoring, which also hinders process adjustment or the targeted support of the joining mechanism. Both aspects are of great importance for an efficient welding process and increased life-times of the tool coils. In the present thesis, a new optical measurement system has been developed to get insights into the kinetic conditions during collision welding processes. It evaluates the characteristic flash that occurs during the high-speed collision of the joining partners above a certain impact velocity. Furthermore, the second velocity component of the collision front in axial direction can be measured, which enables the calculation of the collision angle. Experiments in vacuum atmosphere reveal for small collision angles, that the temperatures in the joining gap can exceed the vaporization temperatures of the involved materials. Since the ejected cloud of particles is very hot, the surfaces of the parts are melted before they are pressed together. Afterwards, the bond is formed and the joining zone is cooled down rapidly. Metallographic analysis evidenced melted regions in the joining zone, which serve as an input variable for the numerical model. This model predicts the heating and cooling behavior of the surfaces and shows for large collision angles, that the surfaces are already solidified before they come into contact. This fact inhibits the identified welding mechanism based on fusion. The patented measurement device helps studying the influence of certain machine-related and geometrical parameters during the process adjustment with low impact velocities and serves as a quality assurance system. Furthermore, exothermic reactive interlayers can increase the heat input in the joining zone and thus, decrease the minimum impact velocities. These strategies may contribute to a significant reduction of thermal and mechanical shock loading of the tool coils to increase their life-time.:1 Einleitung 2 Stand der Kenntnisse beim Magnetpulsschweißen 2.1 Verfahrenseigenschaften und Anwendungsgebiete 2.2 Wirkprinzip und Einflussgrößen beim elektromagnetischen Umformen 2.3 Theorien zum Fügemechanismus beim Kollisionsschweißen 2.4 Erscheinungsbild und Eigenschaften der Verbindungszone 2.5 Messtechnisches Erfassen von Prozessparametern 2.6 Strategien für eine höhere Prozesseffizienz 2.7 Zwischenfazit zu Kapitel 2 3 Zielsetzung 4 Versuchsaufbau und Bewerten des Schweißvorgangs 4.1 Versuchsaufbau 4.2 Bewerten des Energieeinsatzes 4.3 Bewerten des Schweißergebnisses 4.4 Zwischenfazit zu Kapitel 4 5 Erfassen der kinetischen Kollisionsparameter 5.1 Entwickeln eines Messsystems zum Erfassen des Impaktblitzes 5.2 Numerisches Modell zum Bestimmen der Kollisionsparameter 5.3 Experimentelles Bestimmen der Impaktgeschwindigkeit 5.4 Experimentelles Bestimmen der Kollisionspunktgeschwindigkeit 5.5 Weitere Anwendungsmöglichkeiten der Blitzauswertung 5.6 Zwischenfazit zu Kapitel 5 6 Experimentelle Analyse der Partikelwolkeneigenschaften 6.1 Einfluss der Kollisionsbedingungen auf die Temperatur der Partikelwolke 6.2 Charakterisieren der Partikelwolke 6.3 Zwischenfazit zu Kapitel 6 7 Schweißmodell 7.1 Unterscheidung von Schweißmechanismen 7.2 Zwischenfazit zu den experimentellen Ergebnissen 7.3 Metallurgische Effekte 7.4 Aufbau des temperaturbasierten Schweißmodells 7.5 Einfluss der thermischen und kinetischen Prozessbedingungen 7.6 Zwischenfazit zu den numerischen Ergebnissen 7.7 Wellenbildung 7.8 Zwischenfazit zu Kapitel 7 8 Einstellen der kinetischen Kollisionsparameter 8.1 Frequenzeinfluss 8.2 Wandstärkeeinfluss 8.3 Fügespalt- und Wirklängeneinfluss 8.4 Prozessrobustheit bei geometrischen Abweichungen 8.5 Experimentelle Hinweise zum Ermitteln des Schweißfensters 8.6 Zwischenfazit zu Kapitel 8 9 Exotherm reagierende Zwischenschichten 10 Zusammenfassung

Design of flat pallet for automatic parking garage. Parking and description of automatic parking systems. Welding and weldability of materials. Electric arc welding and welding by melting electrode in protective gas by MIG/MAG method, welding instruments. Design of parking palette calculation and calculation this palette by MKP method. Process of drawing documentation for parking palette. Design of welding process and WPS. Description of annealing and zinc coating. Economic-technical analysis of palette for automatic parking system production.

Die Kunststoffschweißverfahren Infrarot- und Vibrationsschweißen sind in der Serienfertigung etablierte Fügetechnologien. Sie sind durch eine wirtschaftliche und effiziente Prozessführung gekennzeichnet und sind verfahrenstechnisch prinzipiell zum Einsatz im Apparate-, Behälter- und Rohrleitungsbau geeignet. Aufgrund fehlender Erkenntnisse und Nachweise zum Zeitstandverhalten ist die Anwendung dieser Verfahren im Halbzeugbereich jedoch nur eingeschränkt möglich. Im Rahmen der Untersuchungen wurden das Vibrations- und Infrarotschweißen hinsichtlich ihres Potentials für Langzeitanwendungen mit dem konventionellen Halbzeugschweißverfahren Heizelementschweißen verglichen und erreichbare Zeitstandzug-Schweißfaktoren ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl für das Vibrations- als auch Infrarotschweißen, in Abhängigkeit der Prozessparameter, Zeitstandzug-Schweißfaktoren von ca. 0,7 bis 0,9 erreicht werden. Darüber hinaus führen die Resultate dieser Arbeit zu einer Erweiterung der Wissensbasis über die Mechanismen des Zeitstandbruchverhaltens geschweißter Polyolefinhalbzeuge. Die für die Kurzzeitfestigkeit von Vibrations- und Infrarotschweiß-verbindungen vielfach nachgewiesene Prozess-Struktur-Eigenschaftskorrelation wurde für die Zeitstandfestigkeit erforscht und angewendet. / The infrared and vibration welding processes are joining technologies established in series fabrication. They are characterised by their economically viable and efficient process management and they are suitable for utilisation in apparatus, tank and pipeline construction. However, their application in the field of semi-finished procucts is restricted due to the lack of knowledge and proof in relation to the Environmental Stress Cracking (ESC). Within the framework of the research, the vibration and infrared welding processes were compared with the conventional welding process heated tool butt welding. Furthermore achievable tensile creep welding factors were determined. The results show achievable tensile creep welding factors from ca. 0.7 to 0.9 for the vibration welding process as well as for the infrared welding process dependent on their process parameters. Moreover, the knowledge base of the mechanisms of the failure behaviour of welded joints between semi-finished products undergoing ESC was extended. The process-structure-property correlation, which has been proven for the short-term strength of vibration and infrared welded joints many times, was investigated and applied for the long-term strength.

• Für eine exakte Lichtbogenpositionierung zum Schweißpunkt werden beim Roboter – WIG-Schweißprozess folgende technische Anforderungen am Brennerkopf und dessen Wechselsystem gestellt wie: konstante Wärmeableitung und -führung im Brennerkopfbereich, schnelle Wechsel von Verschleißteilen insbesondere der Kathode, reproduzierbare Wechsel der Schweißbrennerköpfe. • Entwicklung eines neuartigen physikalischen Wirkprinzips auf Basis der Wärmeableitung – Heatpiperohr zur Gestaltung einer optimierten Wärmebilanz und Brennerkopfkühlung. • Mit dem entwickelten thermo – strömungs-mechanischen/magneto-hydro-dynamischen FE-Modells wurde die technisch-konstruktive Brennerkonstruktion mit der integrierten Wärmeableitung – Heatpiperohr für ein äußerst effektives Brennerkühlsystem unter Variation der Schweißprozessparameter zur Erzielung einer höheren Brennerdauerbelastung prozesstechnisch untersucht, analysiert und erkenntnisbezogen optimiert. • Beeinflussbar sind Lichtbogenausbildung, dessen Intensität, Verhalten sowie Temperatur- und Strömungsverhältnisse durch Prozessparameter.