SpeedPulse – eine produktivitäts- und effizienzsteigernde - IQ Welding

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SpeedPulse - MIG/MAG-Weiterentwicklung
Die Steigerung der Abschmelzleistung mit SpeedPulse setzt ungefähr ab der
oberen Hälfte des nutzbaren Leistungsbereiches für den 1,2mm G3Si1-Draht
und 82%Ar+18%CO 2 an und wird mit zunehmender Lichtbogenleistung immer
deutlicher (Grafik: Lorch)
Die High-Speed-Kamera verdeutlicht den „Nadel-Effekt“ und die Fokussiertheit
des SpeedPulse-Lichtbogens (Foto: Lorch)
Leistungsbandbreite des Verfahrens
Das SpeedPulse-Verfahren wurde in verschiedenen Leistungsbereichen
zuerst für unlegierten Stahl untersucht. Vom unteren
über den mittleren bis zum oberen Leistungsbereich können
die Effekte des zusätzlichen sekundären Werkstoffübergangs
immer mehr gesteigert werden. Die zunächst als Basis die-
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nende Drahtvorschubgeschwindigkeit des konventionellen Impuls-Lichtbogenprozesses
(und damit einhergehend die
Schweiss geschwindigkeit) kann immer weiter erhöht werden,
ohne die Pulsfrequenz steigern zu müssen. Im Rahmen der
Versuche - durchgeführt an einem Längsfahrwerk mit einer
Lorch S8 SpeedPulse - war es möglich, für 1.2 mm G3Si1 und
Schutzgas 82%Ar+18%CO 2 die Drahtvorschubgeschwindigkeit
in der waagerechten Kehlnaht (Schweissposition PB) von
13.5 m/min auf 20 m/min zu erhöhen. Dies entspricht einer
Steigerung von 48%. Die charakteristischen positiven Eigenschaften
des Impulslichtbogens blieben dabei vollständig erhalten.
Erfahrungswerte aus der betrieblichen Anwendung zeigen,
dass bei Brennerführung von Hand je nach individueller Fähigkeit
des Schweissers Steigerungen bis zu 35% realisierbar
sind.
Verringerung der Streckenenergie im oberen Leistungsbereich
Zur Untersuchung des Zusammenhanges von Abschmelzleistung
und eingebrachter elektrischer Leistung wurden Messungen
vorgenommen, bei denen die in den Lichtbogen eingebrachte
elektrische Leistung durch eine echte Leistungsmessung
(als unmittelbare Multiplikation des gemessenen
Lichtbogenstromes mit der gemessenen Lichtbogenspannung
in hinreichend kleinen Zeitabständen) sehr genau bestimmt
wurde. Auf Grund der hohen Pulsströme würde nämlich eine
Berechnung der Leistung aus den Ergebnissen einer normalen
Mittelwert- oder Effektivwertmessung von Strom und Spannung
zu fehlerhaften Werten führen. Die Mittelwertmessung
liefert zu kleine, die Effektivwertmessung zu grosse Leistungswerte,
speziell im unteren Bereich.
Für 1,2 mm G3Si1 und Schutzgas 82%Ar+18% CO 2 beginnt
die Steigerung der Abschmelzleistung durch SpeedPulse gegenüber
dem konventionellen Impulsschweissen ungefähr ab
der oberen Hälfte des nutzbaren Leistungsbereiches und wird
mit zunehmender elektrischer Leistung immer ausgeprägter.
Zum Teil erfolgt die Steigerung durch eine bessere Ausnutzung
der eingebrachten elektrischen Energie zum Abschmelzen der
Drahtelektrode. Es ist erkennbar, dass zum Beispiel bei einer
elektrischen Leistung von ca. 10 kW der konventionelle Impulslichtbogen
etwa 10m/min Draht abschmilzt, der SpeedPulse
hingegen bereits 11 m/min, also bereits 10 % mehr. Umgekehrt
kann man schlussfolgern, dass für eine geforderte Abschmelzgeschwindigkeit
von 12 m/min der konventionelle Impulslichtbogen
13 kW benötigt, der SpeedPulse-Lichtbogen hingegen
mit nicht mehr als 10,5 kW auskommt, also mit ca. 20% weniger
elektrischer Leistung. Tendenziell nehmen die positiven
Effekte mit steigender Leistung weiter zu. Zum einen führt dies
zu einer vorteilhafte Verringerung der eingebrachten Streckenenergie
beim Schweissen, zum anderen fällt auch der Stromverbrauch
geringer aus. Diese zunächst repräsentative Aussage
wird auch durch praktische Erkenntnisse in Anwenderbetrieben
gestützt, wo nach Umstellung des Schweissprozesses