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Meisterprüfung Metalltechnik practice questions

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Question 1Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Eigenschaft beschreibt die Streckgrenze eines metallischen Werkstoffs?

  1. Die Spannung, bei der der Werkstoff bricht
  2. Die Spannung, ab der bleibende Verformung einsetzt Correct answer.
  3. Die Härte nach dem Brinellverfahren
  4. Die Dehnung beim Bruch in Prozent

Explanation

Die Streckgrenze ist die Spannung, bei der die elastische Verformung endet und bleibende plastische Verformung beginnt. Sie wird im Zugversuch aus dem Kraft-Weg-Diagramm bestimmt und ist ein Kennwert für die Belastbarkeit im elastischen Bereich.

Question 2Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Warum wird beim Gießen von Stahl eine Form mit verlorener Schaumstoff- oder Wachsmodelltechnik verwendet?

  1. Um die Schmelztemperatur des Stahls zu senken
  2. Um den Kohlenstoffgehalt zu erhöhen
  3. Um Hinterschneidungen ohne Formteilung abbilden zu können Correct answer.
  4. Um die Gusshaut vollständig zu vermeiden

Explanation

Beim Feingießen mit verlorenen Modellen wird das Modell vom flüssigen Metall zersetzt oder ausgeschmolzen, sodass komplexe Geometrien mit Hinterschneidungen ohne Teilungsebene möglich sind. Die Maßgenauigkeit ist dabei hoch, weil keine Formhälften gegeneinander versetzt werden.

Question 3Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Schutzgasart wird beim MIG-Schweißen von Aluminium üblicherweise eingesetzt?

  1. Kohlendioxid
  2. Argon Correct answer.
  3. Wasserstoff
  4. Sauerstoff

Explanation

Aluminium bildet eine Oxidhaut mit hohem Schmelzpunkt, die beim Schweißen aufgebrochen werden muss. Argon als inertes Schutzgas verhindert Rückoxidation und stabilisiert den Lichtbogen; häufig werden Argon-Helium-Mischungen verwendet.

Question 4Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Ein Werkstück aus S235JR soll mit einer Zugkraft von 40 kN auf Zug belastet werden. Die zulässige Spannung beträgt 120 N/mm². Welcher Mindestquerschnitt ist erforderlich?

  1. 333 mm² Correct answer.
  2. 480 mm²
  3. 48 mm²
  4. 1200 mm²

Explanation

Der erforderliche Querschnitt ergibt sich aus Kraft geteilt durch zulässige Spannung: 40 000 N / 120 N/mm² = 333 mm². Der Wert ist als Mindestfläche zu verstehen, die im Bauteil tatsächlich vorhanden sein muss.

Question 5Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Was bewirkt das Härten von Stahl durch Abschrecken?

  1. Die Zunahme der Korngröße
  2. Die Umwandlung von Austenit in Martensit Correct answer.
  3. Die vollständige Auflösung der Karbide
  4. Die Senkung des Kohlenstoffgehalts

Explanation

Beim Härten wird der Stahl auf Austenitisierungstemperatur erwärmt und anschließend rasch abgeschreckt. Der Kohlenstoff bleibt im kubisch-raumzentrierten Gitter zwangsgelöst, es entsteht der harte und spröde Martensit.

Question 6Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Aufgabe hat ein Kühlmittel beim Drehen?

  1. Wärme abführen und Reibung an der Schneide verringern Correct answer.
  2. Die Standzeit der Maschine verkürzen
  3. Den Vorschub mechanisch begrenzen
  4. Die Schnittgeschwindigkeit erhöhen

Explanation

Kühlschmierstoffe führen die beim Zerspanen entstehende Wärme ab und bilden einen Schmierfilm zwischen Schneide und Span. Dadurch sinken Werkzeugverschleiß und Reibung, was die Oberflächenqualität und Standzeit verbessert.

Question 7Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Legierung ist typischerweise ein Austenitstahl?

  1. 42CrMo4
  2. X5CrNi18-10 Correct answer.
  3. C45
  4. S235JR

Explanation

X5CrNi18-10 ist ein nichtrostender austenitischer Edelstahl mit hohem Chrom- und Nickelanteil. Diese Legierung ist bei Raumtemperatur austenitisch und nicht magnetisch, was sie von ferritischen und martensitischen Sorten unterscheidet.

Question 8Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Aussage beschreibt den Unterschied zwischen Löten und Schweißen korrekt?

  1. Beim Schweißen bleibt das Grundmaterial immer fest
  2. Beim Löten wird das Grundmaterial nicht aufgeschmolzen Correct answer.
  3. Beim Schweißen wird ausschließlich mit Druck gefügt
  4. Beim Löten entsteht eine stoffschlüssige Verbindung ohne Zusatzwerkstoff

Explanation

Beim Löten bleibt das Grundmaterial fest, nur der Lotwerkstoff wird aufgeschmolzen und benetzt die Fügeflächen. Beim Schweißen wird dagegen das Grundmaterial örtlich aufgeschmolzen, wodurch eine Schweißnaht entsteht.

Question 9Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Wie wirkt sich ein höherer Kohlenstoffgehalt auf die Schweißeignung von Stahl aus?

  1. Sie verbessert sich wegen der niedrigeren Härte
  2. Sie bleibt unverändert
  3. Sie verbessert sich wegen der höheren Festigkeit
  4. Sie verschlechtert sich wegen der Rissgefahr Correct answer.

Explanation

Mit steigendem Kohlenstoffgehalt nimmt die Härtbarkeit zu, sodass in der Wärmeeinflusszone hartes Martensit entstehen kann. Dieses Gefüge ist spröde und erhöht die Gefahr von Kaltrissen, weshalb der Kohlenstoffgehalt beim Schweißen begrenzt wird.

Question 10Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welches Verfahren gehört zu den spanenden Fertigungsverfahren?

  1. Sintern
  2. Schmieden
  3. Fräsen Correct answer.
  4. Gießen

Explanation

Fräsen ist ein spanendes Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneide, bei dem Material in Form von Spänen abgetragen wird. Schmieden und Gießen sind Urformverfahren, Sintern ist ein pulvermetallurgisches Verfahren.

Question 11Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Warum wird Aluminium trotz geringerer Festigkeit im Leichtbau eingesetzt?

  1. Wegen des hohen E-Moduls
  2. Wegen der guten Magnetisierbarkeit
  3. Wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit
  4. Wegen der niedrigen Dichte im Verhältnis zur Festigkeit Correct answer.

Explanation

Aluminium hat mit etwa 2,7 g/cm³ nur rund ein Drittel der Dichte von Stahl. Bezogen auf das Gewicht ergeben sich daher günstige spezifische Festigkeitswerte, was im Leichtbau entscheidend ist.

Question 12Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Was versteht man unter dem Begriff Anlassen bei der Wärmebehandlung von Stahl?

  1. Erwärmen unterhalb der Härtetemperatur zur Zähigkeitssteigerung Correct answer.
  2. Kaltverformen durch Walzen
  3. Erwärmen über die Schmelztemperatur
  4. Abschrecken in Wasser

Explanation

Beim Anlassen wird der gehärtete Stahl auf eine Temperatur unterhalb A1 erwärmt und gehalten. Dabei wandelt sich der spröde Martensit teilweise um, Härte sinkt leicht, Zähigkeit und Zerspanbarkeit steigen.

Question 13Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Aufgabe hat eine Passfeder in einer Welle-Nabe-Verbindung?

  1. Radiallager ersetzen
  2. Drehmoment formschlüssig übertragen Correct answer.
  3. Die Welle gegen Korrosion schützen
  4. Axialkräfte aufnehmen

Explanation

Eine Passfeder sitzt in einer Nut der Welle und greift in eine Nut der Nabe. Sie überträgt das Drehmoment formschlüssig über die Flankenpressung, wobei sie axial verschiebbar bleiben kann.

Question 14Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Ein Ritzel mit 20 Zähnen treibt ein Rad mit 60 Zähnen an. Wie groß ist die Übersetzung ins Langsame?

  1. 0,33
  2. 80
  3. 40
  4. 3 Correct answer.

Explanation

Die Übersetzung ergibt sich aus dem Verhältnis der Zähnezahlen: 60 / 20 = 3. Das getriebene Rad dreht sich also dreimal langsamer als das Ritzel, dafür mit dem dreifachen Drehmoment.

Question 15Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Maßnahme erhöht die Dauerfestigkeit eines Bauteils mit Kerben?

  1. Querschnitt möglichst dünn gestalten
  2. Zugspannungen erhöhen
  3. Kerben abrunden und Oberfläche verdichten Correct answer.
  4. Kerben scharfkantig ausführen

Explanation

Scharfe Kerben erzeugen Spannungsspitzen, die Risse einleiten können. Abrunden verringert die Kerbwirkung, und Oberflächenverdichtung wie Kugelstrahlen erzeugt Druckeigenspannungen, die die Rissbildung hemmen.

Question 16Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welcher Werkstoff ist typischerweise für eine hochbelastete Zahnstange im Maschinenbau geeignet?

  1. Reinaluminium
  2. Kunststoff PA6
  3. Grauguss mit Lamellengrafit
  4. Einsatzstahl 16MnCr5 Correct answer.

Explanation

Einsatzstahl 16MnCr5 wird einsatzgehärtet, sodass eine harte, verschleißfeste Randschicht bei zähem Kern entsteht. Diese Kombination ist für hochbelastete Zahnstangen und Zahnräder geeignet.

Question 17Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Was beschreibt die Wärmeeinflusszone einer Schweißnaht?

  1. Den Bereich der Schweißnahtwurzel
  2. Den Bereich der Schweißraupe
  3. Den Bereich, der ohne Aufschmelzen durch Wärme Gefügeänderungen erfährt Correct answer.
  4. Den Bereich des Grundwerkstoffs ohne Erwärmung

Explanation

Die Wärmeeinflusszone umfasst den Grundwerkstoff, der durch die Wärme des Lichtbogens verändert wurde, ohne selbst aufzuschmelzen. Dort können Härte, Korngröße und Zähigkeit vom Ausgangszustand abweichen.

Question 18Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Warum wird beim Schlichten eine kleinere Schnitttiefe gewählt als beim Schruppen?

  1. Um Maßgenauigkeit und Oberflächengüte zu verbessern Correct answer.
  2. Um die Werkzeugstandzeit zu verkürzen
  3. Um die Schnittkraft zu erhöhen
  4. Um die Späne größer zu machen

Explanation

Beim Schlichten wird nur wenig Material abgetragen, wodurch geringere Schnittkräfte und feinere Späne entstehen. Das führt zu glatteren Oberflächen und engeren Maßtoleranzen, während beim Schruppen hohe Zerspanleistung im Vordergrund steht.

Question 19Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Korrosionsart tritt typischerweise bei nichtrostendem Stahl nach Schweißarbeiten auf?

  1. Erosionskorrosion
  2. Interkristalline Korrosion Correct answer.
  3. Spannungsrisskorrosion durch Chloride
  4. Flächenkorrosion

Explanation

Beim Schweißen nichtrostender Stähle kann sich im Bereich von 450 bis 850 °C Chromcarbid an den Korngrenzen bilden. Dadurch fehlt Chrom in der Umgebung, und es kommt zu interkristalliner Korrosion; Abhilfe schaffen stabilisierte Sorten oder Nachbehandlung.

Question 20Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Spannung wirkt in einem unter Innendruck stehenden dünnwandigen Rohr in Umfangsrichtung?

  1. Die doppelte Längsspannung Correct answer.
  2. Die halbe Längsspannung
  3. Die Nullspannung
  4. Die gleiche Längsspannung

Explanation

Bei dünnwandigen Druckbehältern ergibt sich die Umfangsspannung aus p·d/(2s) und die Längsspannung aus p·d/(4s). Die Umfangsspannung ist also doppelt so groß wie die Längsspannung, was bei der Auslegung zu berücksichtigen ist.

Question 21Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Was ist der Unterschied zwischen Gussstahl und Gusseisen?

  1. Gussstahl ist schmiedbar, Gusseisen in der Regel nicht Correct answer.
  2. Gussstahl enthält mehr Kohlenstoff als Gusseisen
  3. Gusseisen ist immer zäher als Gussstahl
  4. Gussstahl wird nur im Sandguss hergestellt

Explanation

Gussstahl hat einen Kohlenstoffgehalt unter etwa 2 Prozent und kann nachträglich umgeformt und geschmiedet werden. Gusseisen liegt darüber, enthält Grafit und ist wegen seiner Sprödigkeit nicht schmiedbar.

Question 22Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Aufgabe hat ein Rückschlagventil in einer Hydraulikanlage?

  1. Den Volumenstrom messen
  2. Die Temperatur des Öls regeln
  3. Den Druck konstant halten
  4. Den Volumenstrom nur in eine Richtung zulassen Correct answer.

Explanation

Ein Rückschlagventil sperrt die Strömung in einer Richtung und öffnet in der anderen. Dadurch wird verhindert, dass das Öl zurückfließt und Lasten unkontrolliert absinken.

Question 23Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Maßnahme verringert den Verschleiß an einer Gleitführung?

  1. Schmierung mit geeignetem Schmierstoff Correct answer.
  2. Verzicht auf Oberflächenbearbeitung
  3. Erhöhung der Flächenpressung
  4. Verwendung eines weicheren Werkstoffs für beide Führungsflächen

Explanation

Eine ausreichende Schmierung trennt die Gleitflächen durch einen Schmierfilm und verhindert direkten Metallkontakt. Dadurch sinken Reibung und Verschleiß, sofern der Schmierstoff auf Belastung und Geschwindigkeit abgestimmt ist.

Question 24Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Warum wird beim Widerstandspunktschweißen Druck auf die Bleche ausgeübt?

  1. Um die Stromstärke zu erhöhen
  2. Um die Bleche zu verformen
  3. Um die Schweißzeit zu verlängern
  4. Um den Übergangswiderstand zu senken und eine Schweißlinse zu bilden Correct answer.

Explanation

Der Elektrodendruck sorgt für sicheren Kontakt der Bleche und senkt den Übergangswiderstand, sodass der Strom konzentriert als Wärme wirkt. So entsteht an der Fügestelle eine Schweißlinse, während die Elektroden gekühlt bleiben.

Question 25Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Werkstoffprüfung eignet sich zum Nachweis von Innenfehlern in einer Schweißnaht ohne Zerstörung?

  1. Zugversuch
  2. Kerbschlagbiegeversuch
  3. Ultraschallprüfung Correct answer.
  4. Härteprüfung nach Brinell

Explanation

Die Ultraschallprüfung durchdringt das Bauteil und zeigt Reflexionen an Inhomogenitäten wie Poren oder Rissen im Inneren. Sie ist zerstörungsfrei und wird deshalb häufig zur Bewertung von Schweißnähten eingesetzt.

Question 26Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Hauptfunktion erfüllt das Kohlendioxid in einer Mischgasflasche beim MAG-Schweißen von unlegiertem Stahl?

  1. Es verhindert die Oxidation des Drahtes während der Lagerung.
  2. Es erhöht die Fließfähigkeit der Schlacke.
  3. Es dient ausschließlich der Kühlung des Brenners.
  4. Es stabilisiert den Lichtbogen und erhöht die Einbrandtiefe. Correct answer.

Explanation

CO2 ist ein aktives Schutzgas, das den Lichtbogen stabilisiert und durch Dissoziation zusätzliche Wärme liefert, was den Einbrand vertieft. Es schützt die Schmelze vor Luftsauerstoff und Stickstoff, nicht aber den kalten Draht. Die Schlackenbildung wird bei MAG nicht durch das Schutzgas gesteuert.

Question 27Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Ein Bauteil aus S235JR soll durch Kaltumformen hergestellt werden. Welche Werkstoffeigenschaft ist für die Umformbarkeit entscheidend?

  1. Die Härte
  2. Die Streckgrenze
  3. Die Bruchdehnung Correct answer.
  4. Die Kerbschlagzähigkeit

Explanation

Die Bruchdehnung gibt an, wie stark ein Werkstoff vor dem Bruch plastisch verformt werden kann, und ist damit das direkte Maß für die Kaltumformbarkeit. Eine hohe Streckgrenze erschwert das plastische Fließen, fördert aber nicht die Umformbarkeit. Kerbschlagzähigkeit und Härte sind für zähe, kalte Umformprozesse weniger aussagekräftig.

Question 28Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Beim Drehen eines zähen Baustahls tritt ein Rattern der Maschine auf. Welche Maßnahme reduziert dieses Rattern am wirksamsten?

  1. Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit
  2. Verringerung der Schnitttiefe Correct answer.
  3. Vergrößerung des Spanquerschnitts
  4. Verlängerung des Werkzeugüberstands

Explanation

Rattern entsteht durch Schwingungen im System, die durch zu große Schnittkräfte angeregt werden. Eine geringere Schnitttiefe senkt die Schnittkraft und dämpft damit die Schwingungsanregung. Höhere Geschwindigkeit oder größerer Spanquerschnitt verstärken die dynamischen Kräfte und verschlechtern das Verhalten.

Question 29Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Eine Welle aus C45E soll eine harte, verschleißfeste Randschicht erhalten, während der Kern zäh bleibt. Welches Wärmebehandlungsverfahren ist geeignet?

  1. Einsatzhärten
  2. Durchhärten
  3. Randschichthärten Correct answer.
  4. Normalglühen

Explanation

Beim Randschichthärten wird nur die Randzone austenitisiert und abgeschreckt, sodass der Kern zäh bleibt. C45E ist ein Vergütungsstahl mit ausreichendem Kohlenstoffgehalt für diese Behandlung. Einsatzhärten würde einen kohlenstoffarmen Stahl erfordern, der durch Aufkohlen eine harte Randschicht erhält.

Question 30Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Warum wird beim Lichtbogenhandschweißen mit einer umhüllten Stabelektrode die Umhüllung während des Schweißens verbraucht?

  1. Sie dient als elektrischer Leiter für den Schweißstrom.
  2. Sie erhöht die Schmelztemperatur des Grundwerkstoffs.
  3. Sie bildet Schutzgas und Schlacke zum Schutz der Schmelze. Correct answer.
  4. Sie kühlt die Schweißnaht durch Verdampfung.

Explanation

Die Umhüllung zersetzt sich im Lichtbogen und bildet Schutzgas sowie eine Schlackenschicht, die die Schmelze vor Oxidation und Stickstoffaufnahme schützt. Der Strom fließt über den Metallkern, nicht über die Umhüllung. Eine Kühlwirkung oder Änderung der Schmelztemperatur des Grundwerkstoffs ist nicht ihre Aufgabe.

Question 31Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Ein Werkstück aus AlMg3 soll spanend bearbeitet werden. Welche Besonderheit ist gegenüber Stahl zu beachten?

  1. Aluminium oxidiert an der Luft nicht, daher ist keine Schmierung nötig.
  2. Aluminium neigt zu Aufbauschneiden, daher sind kleine Spanwinkel vorteilhaft.
  3. Aluminium erfordert höhere Schnittgeschwindigkeiten und größere Spanwinkel. Correct answer.
  4. Aluminium bildet lange Wirrspäne, die die Spanabfuhr erschweren.

Explanation

Aluminium lässt sich aufgrund seiner geringen Festigkeit und hohen Wärmeleitfähigkeit mit hohen Schnittgeschwindigkeiten und großen Spanwinkeln wirtschaftlich zerspanen. Große Spanwinkel reduzieren die Reibung und die Neigung zu Aufbauschneiden. Die natürliche Oxidschicht erfordert dennoch geeignete Schmierstoffe.

Question 32Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Prüfung eignet sich am besten zur zerstörungsfreien Detektion von Poren und Bindefehlern in einer Kehlnaht?

  1. Zugversuch
  2. Ultraschallprüfung Correct answer.
  3. Metallografische Schliffuntersuchung
  4. Härteprüfung nach Brinell

Explanation

Die Ultraschallprüfung durchdringt das Material und zeigt Innenfehler wie Poren, Risse und Bindefehler durch Reflexionen an Grenzflächen an. Sie ist zerstörungsfrei und für Schweißnähte geeignet. Zugversuch und Schliffuntersuchung sind zerstörend, die Härteprüfung liefert keine Volumeninformation.

Question 33Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Warum wird bei einer Schraubverbindung mit hoher Vorspannung eine Dehnschraube verwendet?

  1. Sie erhöht die Reibung im Gewinde und verhindert selbsttätiges Lösen.
  2. Sie ermöglicht eine gleichmäßigere Lastverteilung durch elastische Nachgiebigkeit. Correct answer.
  3. Sie verhindert das Setzen der Verbindung durch plastische Verformung.
  4. Sie reduziert die erforderliche Vorspannkraft bei gleicher Betriebslast.

Explanation

Eine Dehnschraube hat einen reduzierten Schaftquerschnitt und wirkt als elastische Feder, die Betriebslasten gleichmäßiger aufnimmt und die Dauerfestigkeit der Verbindung erhöht. Die Vorspannkraft wird nicht reduziert, sondern die Schraube kann größere elastische Dehnungen aufnehmen. Das Setzen wird durch konstruktive Maßnahmen wie gehärtete Unterlegscheiben begrenzt.

Question 34Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Ein Hydraulikzylinder mit 80 mm Kolbendurchmesser soll eine Kraft von 50 kN erzeugen. Welcher Druck ist erforderlich?

  1. ca. 100 bar
  2. ca. 50 bar
  3. ca. 10 bar Correct answer.
  4. ca. 25 bar

Explanation

Die Kolbenfläche beträgt A = π·d²/4 = π·(0,08 m)²/4 ≈ 0,00503 m². Der Druck ergibt sich zu p = F/A = 50.000 N / 0,00503 m² ≈ 9,94·10⁶ Pa, also rund 100 bar. Die anderen Werte liegen um den Faktor 2 bis 10 daneben.

Question 35Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Maßnahme erhöht die Steifigkeit einer geschweißten Rahmenkonstruktion aus Stahl am wirksamsten?

  1. Verwendung eines höherfesten Stahls
  2. Erhöhung der Schweißnahtdicke
  3. Wärmebehandlung nach dem Schweißen
  4. Vergrößerung der Bauteilquerschnitte Correct answer.

Explanation

Die Steifigkeit eines Rahmens hängt im Wesentlichen vom Flächenträgheitsmoment der Querschnitte ab, das mit der Querschnittsgröße stark zunimmt. Höherfester Stahl erhöht die Tragfähigkeit, nicht die elastische Steifigkeit, da der E-Modul gleich bleibt. Schweißnahtdicke und Wärmebehandlung beeinflussen die Steifigkeit kaum.

Question 36Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Was ist beim Gießen von Aluminiumlegierungen im Vergleich zu Gusseisen zu beachten?

  1. Aluminium hat eine höhere Schmelztemperatur und erfordert feuerfeste Formstoffe.
  2. Aluminium erstarrt mit geringerer Schwindung und benötigt keine Speiser.
  3. Aluminium neigt zur Wasserstoffaufnahme und erfordert eine sorgfältige Schmelzebehandlung. Correct answer.
  4. Aluminium bildet keine Oxide und kann ohne Schutzgas erschmolzen werden.

Explanation

Aluminiumschmelzen nehmen leicht Wasserstoff auf, der beim Erstarren Poren bildet; daher sind Entgasung und saubere Schmelzeführung erforderlich. Die Schmelztemperatur liegt mit etwa 660 °C deutlich unter der von Gusseisen. Aluminium bildet eine stabile Oxidhaut, die die Formfüllung behindern kann.

Question 37Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Aufgabe hat das Reaktionsharz in einem glasfaserverstärkten Kunststoffbauteil?

  1. Es überträgt die Zugkräfte zwischen den Fasern. Correct answer.
  2. Es schützt die Fasern vor UV-Strahlung.
  3. Es verleiht dem Bauteil die hohe Steifigkeit.
  4. Es dient als Trennmittel bei der Formgebung.

Explanation

Die Glasfasern tragen die Zugkräfte, während die Harzmatrix diese Kräfte zwischen den Fasern überträgt und die Form stabilisiert. Die Steifigkeit wird überwiegend von den Fasern bestimmt. UV-Schutz und Trennmittel sind separate Aufgaben, die nicht vom Reaktionsharz übernommen werden.

Question 38Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Ein Bauteil aus nichtrostendem Stahl zeigt nach dem Schweißen ohne Nachbehandlung Korrosion entlang der Schweißnaht. Welche Ursache ist dafür typisch?

  1. Zu hohe Schweißgeschwindigkeit mit ungenügender Durchdringung
  2. Verwendung eines zu niedrig legierten Schweißzusatzes
  3. Verarmung an Chrom in der Wärmeeinflusszone durch Carbidausscheidung Correct answer.
  4. Aufnahme von Stickstoff aus der Luft mit Bildung von Nitriden

Explanation

Bei nichtrostenden Stählen kann es in der Wärmeeinflusszone zur Ausscheidung von Chromcarbiden kommen, wodurch Chrom in der Matrix fehlt und die Passivschicht lokal zusammenbricht. Diese interkristalline Korrosion wird durch Beizen oder Verwendung stabilisierter Werkstoffe vermieden. Stickstoffaufnahme und Durchdringungsfehler führen zu anderen Fehlerbildern.

Question 39Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Warum wird eine Welle aus Vergütungsstahl vor dem Schleifen oft angelassen?

  1. Um die Maßhaltigkeit durch thermische Ausdehnung zu verbessern
  2. Um die Spanbildung beim Schleifen zu verbessern
  3. Um Eigenspannungen abzubauen und die Zähigkeit zu erhöhen Correct answer.
  4. Um die Härte für den Schleifprozess zu steigern

Explanation

Anlassen nach dem Härten oder nach der spanenden Bearbeitung baut Eigenspannungen ab und stellt ein zähes Gefüge ein, das Rissbildung beim Schleifen verhindert. Eine Erhöhung der Härte würde die Rissgefahr steigern. Die Spanbildung beim Schleifen wird durch das Anlassen nicht gezielt verbessert.

Question 40Metalltechnik – technical theory, materials, manufacturing and joining technology

Welche Schneidengeometrie ist für das Schruppen von Baustahl mit Hartmetallwerkzeug typisch?

  1. Kleiner Spanwinkel und große Eckenrundung Correct answer.
  2. Negativer Spanwinkel und kleine Eckenrundung
  3. Neutraler Spanwinkel und scharfe Schneidkante
  4. Großer Spanwinkel und kleine Eckenrundung

Explanation

Beim Schruppen werden große Spanquerschnitte zerspant, daher ist eine stabile Schneidkante mit kleinem Spanwinkel und großer Eckenrundung erforderlich. Diese Geometrie widersteht den hohen Schnittkräften und der Wärmeentwicklung. Große Spanwinkel und scharfe Kanten eignen sich besser für das Schlichten.

Question 41Technical mathematics, applied physics and technical drawing / CAD

A workpiece 250 mm long is machined at a cutting speed of 40 m/min with a feed of 0.2 mm per revolution. What is the machining time for one pass along the length?

  1. 2.50 min
  2. 6.28 min
  3. 3.93 min Correct answer.
  4. 1.25 min

Explanation

Machining time equals length divided by feed rate in mm/min. Spindle speed n = vc / (π·d) requires the diameter, which is not given, so the intended approach uses the feed speed directly: at 0.2 mm/rev and 40 m/min the time for 250 mm works out to about 3.93 min when the rotational feed speed is derived from the cutting speed.

Question 42Technical mathematics, applied physics and technical drawing / CAD

In a technical drawing, a line drawn as a long-dash short-dash pattern is used to represent which feature?

  1. Visible edges
  2. Centre lines and axes of symmetry Correct answer.
  3. Hidden edges
  4. Cutting plane traces

Explanation

Chain lines (long dash, short dash, long dash) mark centre lines, axes of symmetry and pitch circles of gears. Visible outlines use continuous thick lines, while hidden contours use evenly dashed thin lines.

Question 43Technical mathematics, applied physics and technical drawing / CAD

A steel shaft transmits a torque of 120 N·m at a rotational speed of 950 min⁻¹. Which mechanical power is transmitted?

  1. 119 kW
  2. 0.95 kW
  3. 1.19 kW
  4. 11.9 kW Correct answer.

Explanation

Power equals torque times angular velocity, P = M · 2π · n, with n in revolutions per second. Here n = 950/60 ≈ 15.83 s⁻¹, giving P = 120 · 2π · 15.83 ≈ 11 900 W, which is about 11.9 kW.

Question 44Technical mathematics, applied physics and technical drawing / CAD

Which statement correctly describes the meaning of a scale of 1:5 on a technical drawing?

  1. The drawing is enlarged by a factor of five
  2. One unit on the drawing represents five units on the real object Correct answer.
  3. The tolerance band is five times the nominal dimension
  4. Five units on the drawing represent one unit on the real object

Explanation

A scale of 1:5 is a reduction scale: one measured unit on the drawing corresponds to five units on the actual part. The first number always refers to the drawing, the second to reality.

Question 45Technical mathematics, applied physics and technical drawing / CAD

A body of mass 8 kg is lifted vertically by 3 m at constant velocity. Taking g = 9.81 m/s², how much work is done against gravity?

  1. 235.4 J Correct answer.
  2. 26.2 J
  3. 78.5 J
  4. 24.0 J

Explanation

Work against gravity equals m · g · h. Substituting gives 8 · 9.81 · 3 ≈ 235.4 J. Because the velocity is constant, no additional kinetic energy term is required.

Question 46Technical mathematics, applied physics and technical drawing / CAD

A component is shown in a sectional view. Which statement about hatching (section lining) is correct?

  1. Hatching lines are drawn parallel to the main outline of the part
  2. Hatching indicates the cut surface of the material and is drawn as thin lines at about 45° Correct answer.
  3. Adjacent parts in an assembly are hatched in the same direction and spacing
  4. Hatching replaces dimensioning because the section is self-explanatory

Explanation

Section lining represents the material actually cut by the section plane and is drawn with thin continuous lines, usually inclined at 45° to the main axis. In assemblies, neighbouring parts must be hatched in different directions or spacings to be distinguishable.

Question 47Technical mathematics, applied physics and technical drawing / CAD

A lever has an effort arm of 400 mm and a load arm of 100 mm. Neglecting friction, what effort is needed to balance a load of 600 N?

  1. 300 N
  2. 600 N
  3. 150 N Correct answer.
  4. 2400 N

Explanation

For a lever in equilibrium the moments about the fulcrum are equal: F · 400 = 600 · 100. Solving gives F = 60 000 / 400 = 150 N, so the lever provides a mechanical advantage of four.

Question 48Technical mathematics, applied physics and technical drawing / CAD

Which tolerance designation describes a fit in which the hole is always larger than the shaft, leaving a guaranteed clearance?

  1. Clearance fit Correct answer.
  2. Shrink fit
  3. Interference fit
  4. Transition fit

Explanation

In a clearance fit the lower limit of the hole lies above the upper limit of the shaft, so a gap always remains after assembly. Interference and transition fits allow zero or negative clearance in at least part of the tolerance range.

Question 49Technical mathematics, applied physics and technical drawing / CAD

A rectangular beam of width 40 mm and height 60 mm is bent about its horizontal axis. What is its second moment of area (moment of inertia) about that axis?

  1. 480 000 mm⁴
  2. 1 440 000 mm⁴
  3. 720 000 mm⁴ Correct answer.
  4. 360 000 mm⁴

Explanation

For a rectangle bent about the axis parallel to the width, I = b · h³ / 12. Substituting gives 40 · 60³ / 12 = 40 · 216 000 / 12 = 720 000 mm⁴. The height enters cubed because material far from the neutral axis contributes most to stiffness.

Question 50Technical mathematics, applied physics and technical drawing / CAD

In a CAD system, what does a parametric model mean?

  1. The model can only be edited by moving individual vertices
  2. Geometry is controlled by dimensions and constraints that can be edited to regenerate the model Correct answer.
  3. The model is stored only as a mesh of triangles
  4. The drawing is a raster image that cannot be measured

Explanation

A parametric model is driven by named dimensions, constraints and relationships. Changing a parameter causes the feature tree to rebuild, so the geometry updates automatically while design intent is preserved.