Atomic Arrangement in Alloys

Exothermes Schweißen, auch Thermitschweißen genannt, ist eine Technik, bei der überhitztes geschmolzenes Metall aus einer aluminothermischen Reaktion verwendet wird, um eine starke, dauerhafte molekulare Verbindung zwischen Metallkomponenten herzustellen. Der Prozess ist in sich geschlossen und benötigt keine externe Stromquelle. Am häufigsten wird es verwendet, um Eisenbahnschienenabschnitte zu durchgehenden, geschweißten Schienen zu verbinden und so glattere und haltbarere Gleise zu schaffen.

Die Eigenschaften einer Acetylen-Sauerstoff-Flamme werden durch das Volumenverhältnis von Sauerstoff zu Acetylen bestimmt. Eine neutrale Flamme (Verhältnis ≈ 1,1:1) ist Standard beim Stahlschweißen. Eine aufkohlende oder reduzierende Flamme (Verhältnis 1,1:1) hat einen Sauerstoffüberschuss, ist heißer und wird zum Hartlöten verwendet.

Anlassversprödung ist eine Verringerung der Zähigkeit bestimmter legierter Stähle, die durch Halten in einem bestimmten Temperaturbereich (ca. 375–575 °C) oder langsames Abkühlen über diesen Temperaturbereich verursacht wird. Dieses Phänomen wird durch die Absonderung von Verunreinigungselementen (z. B. Phosphor, Zinn, Antimon) an den Korngrenzen verursacht, was den Zusammenhalt zwischen den Körnern schwächt und interkristalline Brüche fördert.

Die akustische Impedanz ([latex]Z[/latex]) ist der einem Material innewohnende Widerstand gegen akustische Strömung, definiert als seine Dichte ([latex]\rho[/latex]) multipliziert mit seiner Schallgeschwindigkeit ([latex]c[/latex]), also [latex]Z = \rho c[/latex]. Der prozentuale Anteil der Ultraschallenergie, der an der Grenze zwischen zwei Materialien reflektiert wird, hängt von der Differenz bzw. Fehlanpassung der jeweiligen Schallimpedanzen ab. Dieses Prinzip ermöglicht die Erkennung von Fehlern.

Lochfraß ist eine örtlich begrenzte Form der Korrosion, die zur Bildung kleiner Löcher oder "Gruben" in einem Metall führt. Sie ist eine der zerstörerischsten Formen, da sie schwer zu erkennen, vorherzusagen und zu konstruieren ist. Lochfraß kann zum katastrophalen Versagen einer Struktur führen, wobei nur ein kleiner Prozentsatz der Gesamtmasse verloren geht.

Eine empirische Formel, die beschreibt, wie die verfügbare Kapazität einer Batterie mit zunehmender Entladerate abnimmt. Das Gesetz lautet: [latex]C_p = I^k t[/latex], wobei [latex]C_p[/latex] die Kapazität bei einer Entladerate von einem Ampere, [latex]I[/latex] der Entladestrom, [latex]t[/latex] die Entladezeit und [latex]k[/latex] die Peukert-Konstante ist, die für den Batterietyp spezifisch ist. Sie quantifiziert die Ineffizienz bei hohen Lasten.

Beim Autogenschweißen wird eine Flamme durch die Verbrennung von Acetylen ([latex]C_2H_2[/latex]) mit reinem Sauerstoff erzeugt. Die Reaktion erfolgt in zwei Stufen. Die erste Reaktion im inneren, weißglühenden Kegel ist unvollständig und erzeugt Kohlenmonoxid und Wasserstoff: [latex]2C_2H_2 + 2O_2 \rightarrow 4CO + 2H_2[/latex]. Diese heißen Gase reagieren dann mit dem Luftsauerstoff in der äußeren Hülle, wodurch die Verbrennung abgeschlossen wird.

Autogenes Schneiden oder Brennschneiden trennt Eisenmetalle durch einen schnellen, exothermen Oxidationsprozess. Zunächst wird die Stahloberfläche durch eine Vorwärmflamme auf die Anzündtemperatur (ca. 870 °C) gebracht. Dann wird ein Hochdruckstrahl aus reinem Sauerstoff auf die Stelle gerichtet, der eine chemische Reaktion auslöst, [latex]3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4[/latex], die geschmolzenes Eisenoxid (Schlacke) bildet und Wärme freisetzt.

Gasflaschen für das Autogenschweißen speichern Gase oder andere Industrie- oder Medizingase unter sehr hohem Druck. Ein Druckregler ist unerlässlich, um diesen Druck auf einen sicheren, nutzbaren Arbeitsdruck zu reduzieren. Ein zweistufiger Regler reduziert den Druck in zwei Schritten und sorgt so für einen konstanten Lieferdruck, selbst wenn der Flaschendruck durch den Betrieb sinkt. Dies gewährleistet einen stabilen Durchfluss und damit eine stabile Flamme für eine gleichbleibende Schweißqualität.

Bei Werkstoffen, die keine eindeutige Streckgrenze auf ihrer Spannungs-Dehnungs-Kurve haben, wie Aluminium oder hochfester Stahl, ist die "Dehngrenze" das technische Äquivalent. Sie ist definiert als die Spannung, die erforderlich ist, um eine kleine, festgelegte Menge an dauerhafter (plastischer) Verformung zu erzeugen, in der Regel 0,2% der ursprünglichen Messlänge. Dieser Wert, [latex]\sigma_{0.2}[/latex], wird bei Konstruktionsberechnungen als praktische Elastizitätsgrenze des Materials verwendet.

Jidoka, oft übersetzt als „Autonomisierung“ oder „Automatisierung mit menschlicher Note“, ist eine Säule des Toyota-Produktionssystems. Es ermöglicht jeder Maschine und jedem Arbeiter, die gesamte Produktionslinie anzuhalten, sobald eine Anomalie oder ein Defekt erkannt wird. Dies verhindert die Massenproduktion fehlerhafter Teile und zeigt Probleme sofort auf, sodass eine Ursachenanalyse und dauerhafte Lösungen möglich sind.

Die Taktzeit ist die maximale Zeit, die für die Herstellung eines Produkts zur Erfüllung der Kundennachfrage zur Verfügung steht. Sie wird berechnet, indem die verfügbare Nettoproduktionszeit durch die Kundennachfrage in diesem Zeitraum geteilt wird. Die Formel lautet [latex]T = \frac{T_a}{D}[/latex], wobei T die Taktzeit, Ta die verfügbare Nettozeit und D die Kundennachfrage ist.