03.4 Schmelzschweißen/Lichtbogenschweißen - Metall-Schutzgasschweißen Flashcards
MSG - Funktionsprinzip
(Quasi-)endloser Draht der kontinuierlich von der Rolle gefördert wird fungiert als Elektrode und Zusatzwerkstoff
- Bedingt einen gleitenden Stromübergang auf die Elektrode
- Problem der Rüstzeit für Auswechseln der Elektrode umgangen
MSG - Verfahren
- Statt Umhüllung wird wie beim WIG-Schweißen ein Schutzgas eingesetzt
- Energieversorgung wird über Kontaktrohr gewährleistet, innerhalb dessen der Stromübergang im gleitenden Kontakt auf die Drahtelektrode erfolgt
- Stromkreis wird über entsprechend stark dimensionierte Kabel von der Energiequelle zum Kontaktrohr und zum Grundwerkstoff geschlossen
MSG - Drahtvorschubeinheit
Stellt die kontinuierliche Förderung der Drahtelektrode sicher
- Zieht die Drahtelektrode von einer Rolle ab und fördert diese durch einen mit einer Förderseele aus Metall oder Kunststoff versehenen Schlauch bis zum Brenner
MSG - Schutzgasdüse
Schirmt die Schweißstelle mit einem Schutzgas ab
- Schutzgas gelangt von Flaschen über Druckminderer und Schaltventile sowie über einen Schutzgasschlauch zum Brenner
MSG - Schweißenergiequelle
- Gleichstrom
- Flachfallende Kennlinie (Konstantspannungs-Charakteristik)
- Brenner am Pluspol (mehr Hitze am Brenner -> schneller Schmelze erzeugen), Werkstück am Minuspol
- Drahtvorschubsystem integriert oder als getrenntes Gerät im Zwischenschlauchpaket
- Häufig Brennerkühlung integriert
MSG - Einschaltdauern
Teilmechanisierter Betrieb
60% Einschaltdauer (40% zur Abkühlung)
Vollmechanisierter Betrieb
100% Einschaltdauer (keine Abkühlung notwendig)
MSG - Kennlinie
Flachfallende Kennlinie, damit Lichtbogenlänge durch inneren Selbstausgleich geregelt werden kann
- Gewählte Maschinenkennlinie und sich einstellende Lichtbogenkennlinie definieren den aktuellen Arbeitspunkt hinsichtlich Schweißspannung und Schweißstrom
- Maschinenkennlinie wird seitens Bediener gewählt und ist durch die Schweißmaschinenauslegung, bzw. -programmierung festgelegt
MSG - Innere Regelung
- Voraussetzung: Energiequelle mit flachfallender Kennlinie
- Stabiler Arbeitspunkt
- Lichtbogen verlängert sich dynamisch -> Schweißstrom I sinkt
- P steigt
- Abschmelzleistung steigt
- Freies Drahtende wird kürzer
- Lichtbogen stabilisiert sich
-> Stabiler Arbeitspunkt
MSG - Grund für flach fallende Kennlinie
Der sogenannte innere Selbstausgleich
- Schweißstrom und Schweißspannung stellen sich grundsätzlich in Abhängigkeit von der eingestellten Quellenkennlinie und den Widerstandsverhältnissen zwischen den Polen der Energiequelle ein
- Vereinfachung: Die einzigen variablen Widerstände liegen zwischen Kontaktrohr und Werkstück (am freien Drahtende und in der Lichtbogenstrecke)
-> Widerstand des Lichtbogens ist sehr viel größer als der des freien Drahtendes
Drahtvorschubsystem - Bestandteile
- Ein oder zwei Rollenpaare (übertragen die benötigten Kräfte auf den Draht)
- Drahtfördereinrichtungen sind über sog. Drahtkoffer von der eigentlichen Schweißenergiequelle getrennt (Erhöhung der überbrückbaren Entfernung)
- Schutzgas, Energie und Kühlwasser werden über ein Zwischenschlauchpaket zum Drahtkoffer geleitet (in der Nähe der Schweißstelle positioniert)
- Möglicher Abstand ist vor allem durch die Reibung des Drahtes in der Förderseele und seiner Steifigkeit abhängig (i.d.R. 3-4m)
- Entfernung Brenner-Drahtspule kann durch weitere Zwischenantriebe gesteigert werden, die den Draht zusätzlich durch das Schlauchpaket ziehen
MSG - Schutzgase
- Argon (hauptsächlich -> Kostengründe)
- CO2
- Helium
- Argon/CO2 Mischung
- Teilweise auch O2 in kleineren Anteilen
MSG - Schutzgase: CO2 Besonderheiten
- Zerfällt im Lichtbogen -> Gibt diese Energie am „kälteren“ Schmelzbad wieder ab -> sorgt für zusätzlichen Einbrand
- Im oberen Leistungsbereich sehr unruhig -> werfen grobe Spritzer aus, die an der Werkstückoberfläche anhaften
-
Beimischung von Argon
-> Positive Einbrandeffekte bleiben erhalten
-> Grobe Spritzer werden unterdrückt
MSG - Schutzgase: O2 Besonderheiten
Setzt die Oberflächenspannung der Schmelze herab und bewirkt ein besseres Anfließen der Schmelze an den Flanken
MSG - Lichtbogenarten
- Kurzlichtbogen
- Sprühlichtbogen
MSG - Vorteile (4)
- Gut mechanisierbar
- Weite Skalierbarkeit hinsichtlich Abschmelzleistung und Wärmeeintrag
- Hohe Bandbreite an verarbeitbaren Blechdicken
- Zwangslagengeeignet
