03.3 Schmelzschweißen/Lichtbogenschweißen - Lichtbogenschweißen Flashcards
Lichtbogenschweißen - Verfahrensprinzip
Lichtbogen brennt zwischen dem Grundwerkstoff und einer abschmelzenden Elektrode, die gleichzeitig den Zusatzwerkstoff bildet
- Schweißstromstärke und Zusatzwerkstoffeinbringung sind unmittelbar gekoppelt (gewisser Einfluss kann nur über den Durchmesser der Elektrode genommen werden -> je dünner die Elektrode, umso weniger elektrische Energie wird zum Abschmelzen benötigt) -> Unterschied zum WIG-Schweißen
Lichtbogenschweißen - Aufbau
- Stabförmige Elektrode ist in einem Elektrodenhalter eingespannt, der vom Schweißer geführt wird
- Kabel schließen den Stromkreis über die Schweißenergiequelle zum Werkstück
Lichtbogenschweißen - Kennlinie
Steil fallende Quellenkennlinien
- Stromstärke bleibt bei unterschiedlicher Lichtbogenlänge konstant
- Konstanter Strom -> gleichmäßige Abschmelzleistung, gleichmäßige Einbrandtiefe
Lichtbogenschweißen - Schlacke
Funktion des Schutzgases beim WIG-Schweißen wird von einer Schlacke übernommen, die beim Schmelzen der meist mineralischen Umhüllung der Stabelektrode gebildet wird
- Bestimmt darüber hinaus die Verarbeitungseigenschaften der Elektrode und die mechanischen Eigenschaften des erstarrenden Schweißgutes
- Die über dem Schweißgut erstarrte Schlacke wird nach dem Erkalten der Naht entfernt
Schweißstromquellen
- Transformatoren
- Invertstromquellen
- Umformer
Schweißstromquellen - Transformatoren
- Einfachster Fall
- liefern Wechselstrom; ergänzt um Gleichrichter liefern sie Gleichstrom
- Schweißstromeinstellung bei Transformatoren über Stufenschalter; in Grenzen über Streukerne (Bewirken im Transformator höhere Verluste, ermöglichen eine stufenlose Einstellung)
Heute:
- Transformatoren kaum noch Bedeutung
- Stattdessen Invertstromquellen
Schweißstromquellen - Invertstromquellen
- Leichter
- Besserer Wirkungsgrad
- Elektronisch regelbar
- Individuelle Gerätekennlinien möglich (Stromüberhöhung bei niedrigen Schweißspannungen)
-> Bewirkt bei kurzen Lichtbögen ein schnelleres Abschmelzen der Elektrode - Gerne zum Fallnahtschneiden verwendet
Schweißstromquellen - Umformer
- Gleichstromerzeugung durch Gleichstromgeneratoren
- Angetrieben durch Verbrennungsmotoren
- Ideal für Baustelleneinsatz
Aufgaben der Umhüllung (5)
- Leitfähigkeit der Lichtbogenstrecke verbessern
- Bilden einer Schlacke
- Bilden einer Schutzgasatmosphäre
- Desoxidiern und ggf. auflegieren
- Verwendung als Zusatwerkstoff durch Einbringung von Metallpulver (Hochleistungselektrode)
Aufgaben der Umhüllung - Leitfähigkeit der Lichtbogenstrecke verbessern
- Erleichtern des Zündens
- Erhöhung der Lichtbogenstabilität
Aufgaben der Umhüllung - Bilden einer Schlacke
- Beeinflusst Tropfengröße
- Schützt den übergehenden Tropfen und das geschmolzene Schweißgut vor den Einflüssen der Luft
- Formt die erstarrende Raupe
Aufgaben der Umhüllung - Bilden einer Schutzgasatmosphäre
Aus organischen Stoffen
- Unter Wärme des Lichtbogens setzen diese CO2 frei
- CO2 ist vergleichsweise leicht ionisierbar -> erleichtert somit das Zünden und Brennen des elektrischen Lichtbogens
Aus Karbonaten
Aufgaben der Umhüllung - Desoxidieren und ggf. auflegieren
- Desoxidation durch Reaktion des flüssigen Metalls mit der Schlacke
- Auflegierung durch Wechsel von Legierungselementen von der Schlacke in das Schweißgut und umgekehrt -> verändern die Zusammensetzung des flüssigen Metalls
Zubrand und Abbrand
Zubrand:
Legierungselemente werden vom Schweißgut aufgenommen
Abbrand:
Schweißgut verarmt an Legierungselementen
Hochleistungselektroden
In der Umhüllung befindet sich zusätzliches Metallpulver (bis zu 125% der Masse des Kernstabes)
- Geht in des Schmelzbad über und vergrößert die dort deponierte Schweißgutmenge
