SCHWEIßINVERTER NUR MUSKELN ENTDECKENS - Kemppi

Die Ergebnisse der Schweißversuche sind in Tabelle 1 und
2 aufgeführt. Die Spalten I, U und P enthalten die mit dem
Oszilloskop über einen festgelegten Zeitraum gemessenen
Durchschnittswerte. Die auf der Grundlage der Durchschnittswerte
des Stroms und der Spannung berechneten
Werte für die Lichtbogenenergie und den Wärmeeintrag
sind in Spalte E bzw. Q aufgeführt. Die Spalten EP und QP
enthalten die auf der Grundlage der gemessenen Leistung
berechneten Werte. Diese Werte sind am realistischsten. In
der obersten Reihe der %-Spalte ist das Verfahren mit der
geringsten Wärmeeinbringung aufgeführt. Die Prozentwerte
in dieser Spalte kennzeichnen den Unterschied zwischen
dem Verfahren mit der geringsten Wärmeeinbringung und
der bei anderen Verfahren erzeugten Wärmeeinbringung.
In Tabelle 3 sind die Messungen der Schweißnähte auf der
Blechoberfläche aufgeführt.
Ergebnisanalyse
Aus den Ergebnissen geht hervor, dass es sich bei dem Verfahren
FR-MIG (d. h. Kemppis FastRoot) um das mit der
geringsten Wärmeeinbringung der drei getesteten Schweißverfahren
handelt. Bei einem Brennerwinkel für schleppende
Bewegung beträgt der Unterschied zum 1-MIG-
Schweißverfahren 5,5 % und zum MIG-Schweißverfahren
11 %. Der Unterschied zum Impulsschweißen beträgt bis
zu 25 %, weil die Schweißnähte bei diesem Verfahren wesentlich
heißer sind.
Bei einem Brennerwinkel für stechende Bewegung ist der
Unterschied zwischen dem Verfahren FastRoot und den anderen
Verfahren sogar noch größer. Der Unterschied zum
1-MIG-Schweißverfahren beträgt etwa 9 %, zum MIG-
Schweißverfahren etwa 13 % und zum Impulsschweißen
sogar über 30 %. Folglich ist das Verfahren FastRoot je
nach Schweißanwendung um etwa 5 bis 10 % geringer in
der Wärmeeinbringung als das synergetische und normale
Kurzlichtbogenschweißverfahren und um etwa 25 bis 30 %
geringer in der Wärmeeinbringung als das Impulsschweißverfahren.
Die Bilder von den Schweißnähten zeigen, dass bei einem
Brennerwinkel für schleppende Bewegung, die Einbrandtiefe
größer ist als bei einem Winkel für stechende Bewegung.
Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass
die Wärme bei einem Winkel für schleppende Bewegung
gezielter auf das geschweißte Material und die Lichtbogenenergie
genauer auf das Schweißbad gerichtet wird. Bei
einem Brennerwinkel für stechende Bewegung wird die
Lichtbogenenergie auf die Vorderseite des Schweißbads
gerichtet. Somit wird die Wärme mehr auf den „kälteren“
Bereich des geschweißten Materials gerichtet, was eine geringere
Einbrandtiefe zur Folge hat.
Schweißspritzer
Bei den Testschweißungen wurden beim Brennerwinkel
für schleppende Bewegung weniger Spritzer verursacht
als beim Winkel für stechende Bewegung. Die Spritzer
sind bei den Kurzlichtbogenschweißverfahren entstanden,
als sich die Tröpfchen ablösten. Bei einem Brennerwinkel
für schleppende Bewegung wird der Lichtbogen gezielter
auf das Schweißbad gerichtet und der Lichtbogendruck am
Ende des Zusatzwerkstoffes ist niedriger als bei einem Winkel
für stechende Bewegung. Dagegen besteht bei einem
Brennerwinkel für stechende Bewegung die Möglichkeit,
dass der Lichtbogendruck nach der Tröpfchenablösung einige
Spritzer aus dem flüssigen Metall verursacht, das sich
an der Spitze des Zusatzwerkstoffs ansammelt.
Über Berechnungsmethoden
Es ist empfehlenswert, den mit einem Oszilloskop erhaltenen
Durchschnittswert der elektrischen Leistung in die
Berechnung des Wärmeeintrags beim Impulsschweißen
einzubeziehen, weil die über die Berechnung der Durchschnittswerte
des Stroms und der Spannung erhaltenen
Werte für den Wärmeeintrag falsch sind (siehe Tabelle 1
und 2). Der auf der Grundlage des Stroms und der Spannung
beim Impulsschweißen berechnete Wert für den Wärmeeintrag
ist fast gleich dem beim Kurzlichtbogenschweißen
erhaltenen Wert, sodass die Abweichung zum Istwert
des Wärmeeintrags 25 bis 30 % beträgt.
Zusammenfassung
Neue Schweißverfahren bieten neue Möglichkeiten für
das Schweißen von Stahl und Feinblech. Ein geringerer
Wärmeeintrag ermöglicht das Schweißen von Stählen höherer
Festigkeit und gewährleistet eine hohe Qualität der
Schweißarbeit. Die neuen MIG/MAG-Lichtbogenschweißverfahren
sorgen für einen niedrigeren Wärmeeintrag in das
zu schweißende Werkstück. Zu diesen Verfahren zählen die
von Kemppi entwickelten Kurzlichtbogenschweißverfahren
FastRoot und AAA-MIG.
Bei der Berechnung der Lichtbogenenergie und des Wärmeeintrags
können zwei in der Literatur angegebene Formeln
verwendet werden. Mit diesen Formeln besteht die Möglichkeit,
annähernd genaue Werte für die Schweißenergie
zu berechnen. Dennoch ist es schwierig, präzise Werte für
die Lichtbogenenergie und den Wärmeeintrag zu erhalten.
Bei einem Kurzlichtbogenschweißverfahren besteht nur ein
kleiner wirklicher Unterschied zwischen dem, mit Hilfe der
Strom- und Spannungswerte berechneten Durchschnittswert
und dem auf der Grundlage der elektrischen Leistung
berechneten Wert. Beim Impulsschweißen besteht jedoch
ein so erheblicher Unterschied, dass er beim Entwurf sowie
der Entwicklung und Herstellung von Schweißausrüstungen
in Betracht gezogen werden muss.
Bei der Berechnung der Istwerte der Lichtbogenenergie
und des Wärmeeintrags wird der durch ein Oszilloskop
erhaltene Wert für die elektrische Leistung herangezogen.
Das Oszilloskop multipliziert die Momentanwerte des
Stroms und der Spannung miteinander und berechnet die
elektrische Leistung auf der Grundlage des Durchschnittwerts
dieser Momentanwerte. █
Beim den Fastrootund
AAA MIG
Prozessen von
Kemppi handelt
es sich um
Schweißprozesse
mit der geringsten
Wärmeeinbringung.
Kemppi ProNews 2 • 2007 33