03.2 Schmelzschweißen/Lichtbogenschweißen - WIG Schweißen Flashcards
WIG - Verfahrensprinzip
- Dem Gasschmelzschweißen ähnlichstes Verfahren
- Lichtbogen anstatt Gasflamme zur Erzeugung der Wärme
- Lichtbogen brennt zwischen Grundwerkstoff und einer nicht abschmelzenden nadelförmigen Wolframelektrode in einer vom Schutzgas umströmten Atmosphäre
- Energie wird durch eine Schweißstromquelle zur Verfügung gestellt
-> + Pol über Kabel mit Werkstück verbunden
-> Wolframnadel sitzt in einer Spannzange und ist über diese mit dem Minuspol verbunden
WIG - Schutzgasdüse
- Sitzt konzentrisch um die Spannzange
- Meist aus Keramik
- Zusammen mit Gasverteiler umspült diese die Schweißstelle möglichst wirbelfrei mit Schutzgas
- Schutzgas wird aus Flaschen mit Druckminderer entnommen
WIG - Schweißbrenner: Bestandteile
- Schutzgasdüse
- Spannzange
- Brennerschaft
- Handstück (oder Montageflansch)
WIG - Zusatzwerkstoff
Zusatzwerkstoff wird von außen in Form von Schweißstäben (oder Drahtzuführungen) zugegeben -> Wärmezufuhr und Zusatzwerkstoffzufuhr sind in weiten Bereichen von einander entkoppelt
WIG - Zusatzwerkstoff: Vorteil der Entkopplung
Wärmeeinbringung kann sehr variabel und gezielt erfolgen -> ideal für die Schweißung dünner Bleche, Wurzellagen, und Zwangslagen
- Vermeidung von Anfangsbindefehlern (Lichtbogenwärme) und Zusatzdraht
- Sehr hohe Nahtqualität einfacher zu erreichen (keine Spritzer, sicherer Einbrand)
WIG - Zusatzwerkstoff: Nachteil der Entkopplung
Niedrige Abschmelzleistung (Zusatzwerkstoff wird mehr oder weniger tropfenweise eingebracht)
- ggü. produktiveren Verfahren oft unwirtschaftlich
Hochfrequenzzündung
- Kontaktzündung bei WIG-Schweißen nicht praktikabel (Elektrode würde beschädigt und Wolfram könnte in die Schweißverbindung geraten)
- Bei WIG sind in den Schweißenergiequellen Hochfrequenzzündeinheiten verbaut
- Generieren hochfrequente Pulse hoher Spannung
- Aufgrund ihrer Spannung sind diese Pulse in der Lage, den Abstand zwischen Elektrodenende und Werkstoff zu überwinden und ionisieren mit ihrer Energie einen dünnen Plasmakanal
- Der eigentliche Schweißstrom beginnt dann über den Plasmakanal zu fließen -> Heizt den anfänglichen Kanal weiter auf, bis sich ein stabiler Lichtbogen ausbildet
- Danach kann die Hochfrequenzzündung abgeschaltet werden
- Zündprozess dauert in der Realität ca. 0,5 bis 1 Sekunde
Brenner
WIG-Schweißen wird meist manuell ausgeführt
Handbrenner:
- Oft sehr leicht und filigran -> möglichst feine Führung
- Taster auf Handgriff zum Starten des Prozesses
- Manchmal kleines Stellrad auf Handgriff zum verändern des Schweißstroms
Maschinenbrenner
- Kein Handgriff, stattdessen Aufnahme für Roboter oder Schweißeinrichtung
WIG - Zufuhr von Zusatzwerkstoff
Manuell:
Handschweißer führt Zusatzwerkstoff in Form von Schweißstäben unter ständiger Beobachtung der Schweißstelle zu
Mechanisiert:
Drahtfördersystem führt den Draht von einer Spule durch ein Förderröhrchen direkt an den Rand des Lichtbogens
Stromquelle und Elektrode - Werkstoffe: Alle Stähle (inkl. Kupfer und seinen Legierungen)
Gleichstrom
- Wolframelektroden mit Spitzenwinkel von 30 bis 45° angeschliffen
-> Hohe Stromdichten -> leichteres Zünden
-> Stabiler und gerichteter Lichtbogen - Empfehlung: Abplatten der ausgezogenen Spitze zu rund 10% des Elektrodendurchmessers -> Verbesserung der thermischen Stabilität
- Zugeschliffene Elektroden sind empfindliche gegen Überhitzung Werden bei Gleichstrom am negativen Pol der Energiequelle betrieben
Ergebnis:
- Kegelförmige Lichtbogensäule mit einem Öffnungswinkel von etwa 45°
- Weiche, etwa gaußförmige Energieverteilung
Stromquelle und Elektrode - Werkstoffe: Aluminium- und Magnesiumwerkstoffe
Bilden eine sehr dichte, hochschmelzende Oxidhaut muss beim Schweißen aufgebrochen werden
- Unter Argon mit minusgepolter Elektrode nicht möglich
- Pluspolung: Reinigungseffekt (hervorgerufen durch Aufprall der positiv geladenen Ionen auf die negativ geladene Werkstückoberfläche) -> zerstört die Oxidschicht
-> Pluspolung würde zur baldigen Zerstörung der Elektrode führen
Lösung: Wechselstrom
- Pluspolung zerstört Oxidschicht
- Minuspolung führt zur „Abkühlung“ der Elektrodenspitze
- Spitz zugeschliffene Elektrode übersteht diese thermische Belastung. Nicht -> Kugelige Spitze
WIG - Vorteile (4)
- Entkopplung von Wärme- und Zusatzwerkstoffeinbringung
- Gute Schmelzbeherrschbarkeit
- Sehr gute Abdeckung des Schweißens
- Hochflexibel
WIG - Nachteile (2)
- Nur geringe Abschmelzleistung
- Vergleichsweise teuer
WIG - Werkstoffe
Stähle
- Un- und niedriglegierte Stähle
- Hochlegierte Stähle
Nichteisenmetalle
- Aluminium
- Kupfer
- Sondermetalle
WIG - Anwendung
Überall dort, wo die geringe Produktivität von den positiven Eigenschaften hinsichtlich Verarbeitung und Nahtqualität überwogen werden (Qualität > Effizienz)
- Wurzelschweißen
- Dünnblechbereich
- Oxidationsempfindliche Werkstoffe
