SpeedPulse â eine produktivitÃ¤ts- und effizienzsteigernde - IQ Welding

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

f SpeedPulse - MIG/MAG-Weiterentwicklung SpeedPulse-Prinzip: Gegenüber dem „konventionellen“ Impulsverfahren wird die Leistungssteigerung dadurch erreicht, dass pro Puls mehrere Tropfen übertragen werden (Grafik: Lorch) SpeedPulse-Physik: Dem Führungstropfen folgt ein kontrollierter sekundärer Werkstoffübergang, der abschliessend gesteuert beendet wird, um die Charakteristik des Impulslichtbogens im wesentlichen zu erhalten (Grafik: Lorch) Der SpeedPulse in der HighSpeed-Aufnahme: Deutlich zu sehen ist, dass dem Führungstropfen ein kontrollierter sekundärer Werkstoffübergang folgt, der abschliessend gesteuert beendet wird (Foto: Lorch) weise „ein Tropfen pro Puls“ von der abschmelzenden Drahtelektrode in das Schmelzbad spritzerfrei übergehen soll. Es gibt 10 Schweisstechnik / Soudure 03 / 2010 jedoch auch spezielle andere Ausprägungen wie „mehrere Impulse pro Tropfen“. Regelmässig tritt dieser Zustand beispielsweise während der Startphase des (noch) nicht eingeschwungenen Impulslichtbogen-Schweissprozesses auf, wird in der Regel aber vom ausführenden Schweisser nicht bemerkt. Es gibt allerdings auch Varianten, bei denen Zwischen- bzw. Zusatzimpulse eingefügt werden, die keinen Werkstoff von der Elektrode lösen, aber andere spezielle Effekte hervorrufen sollen. Zudem gibt es auch Ansätze, die „mehrere Tropfen pro Puls“ erzeugen. Dies ist z. B. der Fall beim intermittierenden Sprühlichtbogen, der bestimmte vorteilhafte Effekte wie Schwingungen des Schmelzbads zur Verbesserung des Ausgasens der Schmelze und zur Beeinflussung der Kristallisation hervorrufen soll. Generell hat sich der Ansatz „ein Tropfen pro Puls“ weitgehend durchgesetzt, nicht zuletzt deshalb, weil er durch geeignete Pulsparameter präzise steuerbar und dadurch sehr gut an die Erfüllung diverser Anforderungen bezüglich Werkstoff, Schutzgas etc. anpassbar ist. Von der Leistungsbandbreite her deckt der Impulslichtbogen den Bereich des klassischen Übergangslichtbogens vollständig ab, im unteren „kalten“ Leistungsbereich konkurriert er durch sein nahezu spritzerfreies Verhalten mit dem Kurzlichtbogen, und im oberen Leistungsbereich sind weitgehend hinreichende Abschmelzleistungen erzielbar. Zu den charakteristischen Vorteilen des Verfahrens zählen u. a. hohe Nahtqualität, geringer Nacharbeitsaufwand und bessere Kontrollierbarkeit des Lichtbogens. Deshalb hat sich das konventionelle Impulsschweissen, trotz der höheren Grundinvestition für die Impuls-Schweissanlage, vor allem im Aluminium- und Edelstahlbereich als vorteilhafte Alternative zum klassischen MIG-MAG-Schweissen etabliert. Leistungsbegrenzung durch Einzeltropfen Dem qualitativen Vorteil des spritzerarmen Schweissprozesses steht jedoch auf der anderen Seite als Nachteil eine Begrenzung der Abschmelzleistung und damit der Arbeitsgeschwindigkeit gegenüber. Da der Draht nicht kontinuierlich, sondern immer nur „Tropfen für Tropfen“ aufgeschmolzen wird, ist die erzielbare Abschmelzleistung beim konventionellen Impulslichtbogen nach oben „gedeckelt“: Für einen gegebenen Drahtdurchmesser gibt es eine obere Pulsfrequenz, ab der die Zeit zwischen den Impulsen nicht mehr ausreicht, um zwischen gesteuerter oder sprühlichtbogenartig ungesteuerter Tropfenablösung durch ein hinreichend tiefes Stromniveau zu unterscheiden. Der Prozess entartet, geht aber nicht in einen sauberen, reinen Sprühlichtbogen über. Der Schweisser sagt dazu auch, dass „der Draht an seiner Grenze ist“. Je nach Aufgabenstellung muss der Anwender daher beim konventionellen Impulslichtbogen entscheiden, ob der qualitative Vorteil des spritzerarmen Schweissens den Nachteil einer geringeren Arbeitsgeschwindigkeit aufwiegt. Aufgrund dieser Historie bevorzugen nach wie vor zahlreiche Betriebe insbeson-
dere beim Fügen von Kohlenstoffstahl noch die klassischen MIG-MAG-Verfahren. SpeedPulse ermöglicht mehr Abschmelzleistung Durch die jüngste Weiterentwicklung des Impulslichtbogenverfahrens konnte diese Grenze inzwischen nach oben verschoben werden. Das von Lorch unter der Bezeichnung „Speed- Pulse“ entwickelte und eingeführte Verfahren wurde der Fachöffentlichkeit erstmals auf der „Euroblech 2008“ vorgestellt. Gegenüber dem „konventionellen“ Impulsverfahren wird die Leistungssteigerung dadurch erreicht, dass pro Puls mehrere Tropfen übertragen werden. Dies erfolgt dadurch, dass zunächst ein hoher Stromimpuls einen primären Tropfen, den sogenannten Führungstropfen, von der Drahtelektrode ablöst. Durch diesen Ablöseprozess wird von der Drahtelektrode schmelzflüssiger Werkstoff entfernt. Damit liegt vom Ansatz her erst einmal ein normaler Impulslichtbogen vor. Dem Führungstropfen folgt im Gegensatz zum konventionellem Impulslichtbogen jedoch ein kontrollierter sekundärer, sprühlichtbogenartiger Werkstoffübergang nach. Dieser ist nur temporär ausgeprägt, da er gesteuert beendet wird, um die Charakteristik des Impulslichtbogens im Wesentlichen zu erhalten. Der gesamte Vorgang lässt sich anschaulich am besten damit beschreiben, dass weiterer Werkstoff scheinbar „hinterhergezogen“ wird. Physikalische Effekte beim SpeedPulse Unmittelbar nach erfolgter Unterbrechung der Brücke zwischen Drahtelektrode und primärem Führungstropfen hat die Oberflächenspannung den an der Elektrode verbleibenden Anteil des schmelzflüssigen Werkstoffs noch nicht zu Kugelsegmenten zusammengezogen. Aufgrund des aktuell noch verringerten Durchmessers befindet sich dieser Abschnitt kurzzeitig im Sprühlichtbogenbereich, wodurch sich zusätzliches Material ablöst. Zu den hierbei wirkenden Kräften und Einflussfaktoren gehört auch der Pinch-Effekt. Unterstützt wird diese sekundäre Ablösung auch durch Trägheitseffekte, da das schmelzflüssige Restmaterial vor der Ablösung des primären Führungstropfens von diesem in Richtung Schmelzbad beschleunigt wurde. Der SpeedPulse-Lichtbogen erzielt auf diese Weise eine höhere Abschmelzleistung, erlaubt dadurch grundsätzlich eine höhere Drahtvorschubgeschwindigkeit und lässt sich in der Folge direkt in höhere Schweissgeschwindigkeit umsetzen. Grundlage hierfür ist der beim SpeedPulse besonders konzentrierte Lichtbogen, der einen tieferen Einbrand erzeugt. Dies bewirkt eine sichere Wurzelerfassung auch bei höheren Schweiss geschwindigkeiten. Weiterhin kann beim SpeedPulse der Lichtbogen sehr tief gehalten werden, so dass die Gefahr von Einbrandkerben vermindert wird. Die Kombination dieser positiven Merkmale des SpeedPulse ermöglicht in der Praxis ein schnelleres Schweissen bei vollem Erhalt der Anwendungs- und Qualitätsvorteile des Impulsprozesses. SpeedPulse - MIG/MAG-Weiterentwicklung f Der SpeedPulse in der HighSpeed-Aufnahme: Die einzelnen Phasen des SpeedPulse-Impulslichtbogen. (Foto: Lorch) Das SpeedPulse-Verfahren deckt nahezu den gesamten Leistungsbereich der drei Lichtbogenarten ab (Grafik: Lorch) Der direkte Vergleich (hier bei Stahl) zeigt, dass SpeedPulse im Vergleich zum konventionellen Impulsschweissen einen tieferen, qualitativ guten Einbrand erzeugt. Die Wurzel wird besser erfasst (Foto: Lorch) Alternativ kann bei unveränderter Schweissgeschwindigkeit und gegebenem a-Mass aber auch eine niedrigere Stromstärke verwendet und somit der Energieeintrag ins Werkstück reduziert werden. Aus dem dann kälteren Schweissprozess resultieren diverse positive Effekte, wie z. B. ein geringerer Verzug der Werkstücke. 03 / 2010 Schweisstechnik / Soudure 11
Seite 1: SpeedPulse - MIG/MAG-Weiterentwickl
Seite 5: vom konventionellen Impulsschweisse

SpeedPulse â eine produktivitÃ¤ts- und effizienzsteigernde - IQ Welding

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?

SpeedPulse â eine produktivitÃ¤ts- und effizienzsteigernde - IQ Welding