Schmelzschweißen/Lichtbogenschweißen Flashcards
Def Lichtbogen
• Ein Lichtbogen ist eine sich selbst erhaltende Gasentladung zwischen zwei Elektroden, die eine ausreichend hohe elektrische Potentialdifferenz (= Spannung) aufweisen muss, um durch Stoßionisation die benötigte hohe Stromdichte aufrechtzuerhalten.
Voraussetzungen für die Bildung eines Lichtbogens:
• Elektrische Spannung • Ausreichend elektrische Leistung • Gas zwischen den Elektroden - Leicht zu ionisieren - Möglichst keine unerwünschten Reaktionen mit Grundwerkstoff und Zusatzwerkstoff - Schweißstelle und Tropfen schützen
Was wird von Schweißern als „Blaswirkung“ bezeichnet
Der Lichtbogen erscheint wie durch eine Luftbewegung weggeblasen, der Effekt wird daher von den Schweißern „Blaswirkung“ genannt.
Blaswirkung verschiebt also den Lichtbogenfußpunkt und damit den Ort der Wärmeentstehung und kann
zu Schweißfehlern führen
Lichtbogenschweißen – Abhilfemaßnahmen gegen Blaswirkung
- Elektrode entgegen der Wirkung der Blaswirkung neigen
- möglichst gleichmäßige Stromverteilung
–> Mehrfache Masseanschlüsse, zahlreiche kräftige Heftstellen, das Nachführen des Masseanschlusses
und eine optimierte Schweißfolge
Was ist der Grund, dass sich der Lichtbogen in engen Spalten und Schweißnahtvorbereitungen dem Weg des geringsten sucht?
- begrenzte Richtwirkung des Lichtbogens in axialer Richtung
- geringe Eigensteifigkeit der Plasmasäule
–> So entstehen Wurzelbindungsfehler
Maßnahmen zur Vermeidung von Verzug
- Kleine Nahtvolumina / Mehrlagenschweißungen
- Früh aussteifen
- Symmetrische Nahtanordnung
Lichtbogenschweißen – Wolfram - Inertgasschweißen
Nenne die Vor- und Nachteile
• Vorteile Entkopplung von Wärme- und Zusatzwerkstoffeinbringung Gute Schmelzbadbeherrschbarkeit Sehr gute Abdeckung der Schweißstelle hochflexibel.
• Nachteile
nur geringe Abschmelzleistung
vergleichsweise teuer
Lichtbogenschweißen – Wolfram - Inertgasschweißen
Nenne die Anwendungen
- Wurzelschweißungen
- Dünnblechbereich
- Oxidationsempfindliche Werkstoffe
-_> Überall dort, wo die geringe Produktivität von den positiven Eigenschaften hinsichtlich Verarbeitung und Nahtqualität überwogen werden…
Lichtbogenschweißen – Wolfram - Inertgasschweißen
Nenne die Werkstoffe
• Stähle Un- und niedriglegierte Stähle Hochlegierte Stähle • Nichteisenmetelle Aluminium Kupfer Sondermetalle
–> Blechdicken bis ca. 6 mm
Lichtbogenschweißen – Lichtbogenhandschweißen
Aufgaben der Umhüllung
- Leitfähigkeit der Lichtbogenstrecke
verbessern - Bilden einer Schlacke
- Bilden einer Schutzgasatmosphäre
- Desoxidieren und ggf. auflegieren
- Verwendung als Zusatzwerkstoff durch
Einbringen von Metallpulver
Lichtbogenschweißen – Lichtbogenhandschweißen
Kriterien für die Anwendung
Nenne die Vor- und Nachteile
• Vorteile Preiswerte Schweißanlage Hoch flexibel Verarbeitungseigenschaften und Schweißguteigenschaften über die Umhüllung einstellbar Weitgehend windunempfindlich Zwangslageneignung Gute Baustelleneignung
• Nachteile
geringe Abschmelzleistung
Kaum mechanisierbar
Lichtbogenschweißen – Lichtbogenhandschweißen
Kriterien für die Anwendung
Nenne die Werkstoffe
• Stähle
Un- und niedriglegierte Stähle
Hochlegierte Stähle
• Nichteisenmetelle
Nickelbasislegierungen
…
Blechdicken einlagig bis ca. 6 mm
Lichtbogenschweißen – Lichtbogenhandschweißen
Kriterien für die Anwendung
Nenne die Anwendung
Überall dort, wo die geringe Produktivität
durch die hohe Flexibilität und oder die
gute Baustelleneignung aufgewogen
wird…
Lichtbogenschweißen – Metall-Schutzgasschweißen Schweißenergiequelle
Charakteristika
- Gleichstrom
- flach fallende Kennlinie
- Brenner am Pluspol, Werkstück am Minuspol
- Drahtvorschubsystem integriert oder als getrenntes Gerät mit Zwischenschlauchpaket
- Häufig Brennerkühlung integriert
- 60% Einschaltdauer für teilmechanisierten Betrieb
- 100% Einschaltdauer für vollmechanisierte Anlagen
Lichtbogenschweißen – Metall-Schutzgasschweißen
Schutzgase und Elektroden
Schutzgase • Argon • CO2 • Helium (auch in Anteilen in Argon) • Argon/CO2 -Mischungen (bis 20%) • teilweise auch O2 in kleinen Anteilen
Elektroden
• 0,8 – 2,4 mm Durchmesser
• 15 kg Spulen (Stahl)
• kleinere und größere Konfektionierungen erhältlich
Lichtbogenschweißen – Metall-Schutzgasschweißen
Kriterien für die Anwendung
Nenne die Vor- und Nachteile
• Vorteile gut mechanisierbar Weite Skalierbarkeit hinsichtlich Abschmelzleistung und Wärmeeintrag Hohe Bandbreite an verarbeitbaren Blechdicken zwangslagengeeignet
• Nachteile
Windempfindlich
Lichtbogenschweißen – Metall-Schutzgasschweißen
Kriterien für die Anwendung
Nenne die Werkstoffe
• Stähle
Un- und niedriglegierte Stähle
Hochlegierte Stähle
• Nichteisenmetelle Aluminium Kupfer Nickel …
Blechdicken bis ca. 8 mm (einlagig)
Lichtbogenschweißen – Metall-Schutzgasschweißen
Kriterien für die Anwendung
Nenne die Anwendung
• Wurzelschweißungen • Verbindungsschweißungen • Baustellenschweißungen Flexibles und produktives Standardverfahren, überall dort verwendet, wo produktivere Verfahren nicht wirtschaftlich sind und weniger Produktive keine technologischen Vorteile bringen…
Lichtbogenschweißen – Bolzenschweißen
Nenne die Verfahrensvarianten
Hubzündung
Spitzenzündung
Erläuter das Prinzip von Hubzündungen beim Bolzenschweißen
Bolzenschweißen mit Hubzündung wird der Lichtbogen durch Abheben des kegelförmigen Bolzenendes bei anliegender Schweißspannung gezündet. Ein Keramikring liefert beim Heißwerden Schutzgas, welches die Ionisierung der Lichtbogenstrecke erleichtert und damit das Aufrechterhalten des Lichtbogens gewährleistet. Nachdem sowohl das Bolzenende als auch die Oberfläche des
Werkstückes angeschmolzen sind, wird der Schweißstrom abgeschaltet und der Bolzen in die flüssige Schmelze gedrückt. Der Keramikring formt dabei den Schweißwulst. Die Abläufe werden nach dem Start des Prozesses zeitgesteuert durchgetaktet. Es können Bolzen von ca. 3 mm bis ca. 25 mm Durchmesser verarbeitet werden.
Erläuter das Prinzip von Spitzenzündung beim Bolzenschweißen
Beim Bolzenschweißen mit Spitzenzündung wird ein Bolzen mit einer genau definierten Spitze federbelastet auf die Oberfläche gedrückt und mit einer Kondensatorbatterie, in der die benötigte Schweißenergie gespeichert ist, verbunden. Die hohen anfänglichen Ströme bei der Entladung des Kondensators lassen die Spitze fast augenblicklich schmelzen bzw. verdampfen, es entsteht ein Lichtbogen der die Stirnflächen anschmilzt. Getrieben durch die Federkraft wird der Bolzen während der Lichtbogenbrennphase in Richtung des Bleches beschleunigt. Bei Kontakt der Schmelzen erlischt der
Lichtbogen und die Verbindung ist erstellt. Der Prozess läuft innerhalb weniger ms ab. Aufgrund der sehr kurzen Schweißzeit ist die Fläche, die aufgeschmolzen werden kann begrenzt, es können Bolzendurchmesser von ca. 2 mm bis ca. 8 mm verschweißt werden. Die extrem kurze Einwirkzeit der Schweißwärme ermöglicht es auch sehr dünne Bleche als Substrat verwenden zu können, ohne das
deren Rückseite thermisch beeinträchtigt wird.
Lichtbogenschweißen – Bolzenschweißen
Kriterien für die Anwendung
Nenne die Anwendung
Elektroindustrie
Automobilindustrie
Bauwesen
Lichtbogenschweißen – Bolzenschweißen
Kriterien für die Anwendung
Nenne die Vor- und Nachteile
• Vorteile
hohe Wiederholgenauigkeit
automatisiert einsetzbar
Weites Spektrum an Aufschweißbolzen verfügbar
Auch auf sehr dünnen Substratblechen anwendbar
preiswert (standardbolzen)
• Nachteile
Für jeden Schweißbolzen ist eine angepasste Aufnahme erforderlich
Verwendung von Sonderbolzen teuer
Lichtbogenschweißen – Bolzenschweißen
Kriterien für die Anwendung
Nenne die Werkstoffe
• Stähle Un- und niedriglegierte Stähle Hochlegierte Stähle • Nichteisenmetelle Aluminium Messing
Bolzendurchmesser von 3 mm
(Spitzenzündung) bis ca. 25 mm
(Hubzündung)
Lichtbogenschweißen – Gefährdungen und Arbeitsschutz
Elektrische Gefährdung
• Gleichspannung darf 113 V Scheitelwert nicht überschreiten. Wechselspannung ist auf 68 V Scheitelwert und 48 V Effektivwert begrenzt
Schutzmaßnahmen:
- Gummimatten oder isolierenden Schuhen
- Masken gegen Schweißrauche
