Schweißtechnische Fortschritte beim MIG/MAG ... - SaxWeld GmbH

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Zur Erweiterung der Schweißmaschine auf eine vollwertige WIG- Gleichstromquelle ist die Ausrüstung mit einem Hochspannungszündmodul erforderlich. Jeder WIG- Brenner ist anschließbar und das Bedienmodul „PROGRESS 4“ liefert nun eine komplette WIG-Ablaufsteuerung, Bild 8. Beim E-Hand- Schweißen erlaubt das Display dem Bediener natürlich Hotstartstrom und Hotstartzeit frei einzustellen. Der Drahtvorschub setzt sich auch aus unterschiedlichen Modulen zusammen und paßt sich dadurch den verschiedenen Gegebenheiten an. So ist beim MIG/MAG- Schweißen jederzeit ein Push-Pull Brenner, ein Zwischentrieb, sowie ein Brenner mit Potentiometern zur Leistungseinstellung anschließbar. Ebenfalls kann die Stromquelle mit zwei Drahtvorschüben betrieben werden, die für unterschiedliche Verfahren, z. B. Stahl/Aluminium ausgerüstet, über den Brennertaster wechselseitig zu aktivieren sind. Ein besonders interessantes Zubehör ist der Fernsteller superPuls SP10. Er verbindet die Schnelligkeit des MIG/MAG-Schweißprozesses mit der Qualität der WIG-Schweißung. Durch ein auf die Schweißposition abgestimmtes Pulsieren der Drahtelektrode kann aufgrund verminderten Wärmeeintrages besonders im Dünnblechbereich und in Zwangslagen ein optimiertes Schweißergebnis erzielt werden, siehe Bild 16 (zeitlicher Ablauf von Schweißstrom, Schweißspannung und Drahtvorschub). 3.1.3 MAG-Hochleistungsschweißen Bild 7. Ablaufsteuerung des „PROGRESS 4“-Moduls bei G/MAG Bild 8. Ablaufsteuerung des „PROGRESS 4“-Moduls bei WIG Damit die Stromquelle den Forderungen nach höherer Wirtschaftlichkeit gerecht wird, wurde das Drahtvorschubmodul, „HIGH-SPEED“ entwickelt. Auf diese Weise ist es möglich, Massiv- und Fülldrähte, mit Drahtvorschubgeschwindigkeiten bis 30m/min im MAG- Hochleistungsbereich zu verschweißen. Der „HIGH SPEED“-Prozeß ist im oberen Sprühlichtbogenbereich angesiedelt und setzt sich im Anfangsbereich des rotierenden Lichtbogens fort, Bild 9. Bild 9. Leistungsbereiche der Lichtbogenarten Dieser rotierende Lichtbogenbereich ist zwar seit den Anfängen des MIG/MAG-Schweißens bekannt, es stellte sich jedoch heraus, daß er nur mit einer © 2000 EWM HIGHTEC WELDING GmbH 4/9 WM009000.doc; 08.00
komplexen Stromquellentechnik zu beherrschen ist. Große Drahtvorschubgeschwindigkeiten, hohe Stromdichten und das lange, freie Drahtende belasten die Drahtelektrode so stark, daß die elektromagnetischen Kräfte das flüssig werdende Drahtelektrodenende und den Lichtbogen in eine kreisrunde, rotierende Bewegeung mit Rotationsgeschwindigkeiten von ca. 800 - 1000 Umdrehungen pro Sekunde versetzen. Die Rotation bewirkt einen schalenförmigen, breiten Einbrand, Bild 10. Bild 10. Querschliff an einer Kehlnaht „HIGH-SPEED“-Schweißung, Grundwerkstoff: S235JR, s = 20mm Zusatz: SG 2, d = 1,2mm, Schweißgeschwindigkeit: 40cm/min Schutzgas: 96%Ar / 4%O 2 Schweißstrom: 500A; Schweißspannung: 44V Das Schweißergebnis, ein kerbfreier Übergang zwischen Grundwerkstoff und Schweißnaht mit glatter Nahtoberfläche, zeichnet den rotierenden Lichtbogen aus. Die verwendeten Schutzgase sind Standard- Zweikomponentengase (z.B. 92%Ar/8%CO2 , 96%Ar/4%O2) oder Mehrkomponenten-gase aus Argon, Helium, Kohlendioxid und/oder Sauerstoff. Auch hier erfüllt das Bedienmodul „PROGRESS 4“ durch die Funktionen verminderter Startstrom und Endkraterfüllstrom exakt seine Aufgabe. Da diese Anwendungen jedoch nur bei größeren Materialdicken sinnvoll sind, paßt sich ein schnell wandelbarer Brenner mit zwei verfügbaren Ausrüstungssets („High- Speed“ und Standard) in das Modulkonzept. 3.2 Stromquellenkonzept „AC/DC- Plasma“ Mit der Stromquelle „TIG AC/DC-P“ existiert eine Schweißmaschine die sowohl den kompletten E- Hand-, WIG- als auch Plasmabereich abdeckt, Bild 11. Bild 11. Mehrprozeß-Schweißstromquelle TIG 450 AC/DC-P Diese Konfiguration einer Stromquelle erlaubt nur durch den Anschluß verschiedener Brenner die Realisierung mehrerer Schweißverfahren. Ausgerüstet mit einem Polwendeschalter kann die Polarität der Elektrode einfach umgeschaltet bzw. der Wechselstrombetrieb eingestellt werden. Niedrig- und hochlegierte Stähle, Sondermetalle und Aluminiumbasislegierungen können geschweißt werden. Das Leistungsmodul ist abgestuft in 250A/350A/450A (60% ED). Auch in diesem Falle wird die Stromquelle mit einem Steuerungs- und Bedienmodul komplettiert, das alle erforderlichen Bedienfunktionen enthält, Bild 12. Besonders auffällig ist die Verfügbarkeit der Plasma- Pluspol- Schweißung an Aluminiumbasislegierungen. Sicherlich hat das Wechselstromschweißen aufgrund seiner einfacheren Handhabung und geringeren Elektrodenbelastung viele Vorteile. Aber die Möglichkeit, nur durch Wechseln des Brenners den Plasma- Pluspol- Prozeß zu nutzen, bringt die Vorteile dieses leider etwas in den Hintergrund gerückten Verfahrens wieder zum Tragen. Ein eingeschnürter Lichtbogen, mit sehr guter Reinigungswirkung erzeugt eine hohe äußere Nahtqualität. Die Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit im Dünnblechbereich bei weit reduzierter Lärmbelastung ist hervorzuheben. Ebenso kann hier durch das Wechseln der Brennerausrüstung sehr schnell eine Plasma- Minuspol Anwendung folgen. Vervollständigt wird dieses Stromquellenkonzept durch mehrere Fernsteller, z.B. Hotstart für E-Hand, Puls- und Fußfernsteller. © 2000 EWM HIGHTEC WELDING GmbH 5/9 WM009000.doc; 08.00
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