Lehrbrief MIG MAG- SchweiÃen - HausundWerkstatt24.de
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Grundlagen<br />
<strong>MIG</strong>-<strong>MAG</strong> Schweißen<br />
Lehrmaterial für die<br />
praktische Ausbildung
Seite 2<br />
Einteilung der Schutzgasschweißverfahren<br />
Schweißen von Metallen
Seite 3<br />
Arbeitsschutzkleidung<br />
Beim Schweißen können folgende Gefahren eintreten:<br />
• Brand- und Explosionsgefahr durch Lichtbogen, Funken,<br />
Metallspritzer, heiße Teile.<br />
• Verletzungen für Augen und Haut durch UV- und<br />
Wärme - Strahlen, heiße Teile und Schweißspritzer.<br />
• Gesundheitsgefährdung durch schädliche Rauche,<br />
Dämpfe und Gase.<br />
• Erhöhte Gefährdung durch elektrischen Strom (besonders<br />
in engen und feuchten Räumen).<br />
• Gesundheitsgefahr beim Schweißen von verzinkten,<br />
verbleiten oder mit bleihaltigen Anstrichstoffen versehenden<br />
Gegenständen.<br />
Persönliche Schutzausrüstung des Schweißers<br />
Enganliegende, schwerentflammbare geeignete Arbeitskleidung,<br />
Lederschürze, Schweißerhandschuhe<br />
Gamaschen, Sicherheitsschuhe, Schweißschild bzw.<br />
Schutzhaube, Schutzbrille für Schleifarbeiten.<br />
Das Tragen von Kleidungs- und Wäschestücken aus<br />
leicht entflammbarer oder leicht schmelzender Kunstfaser<br />
kann beim Schweißen zu empfindlichen Hautverletzungen<br />
führen und ist daher verboten.<br />
Mit brennbaren Stoffen verunreinigte Kleidung z. B. Öl,<br />
Fett, Petroleum und Kleidung aus Kunstfasern, darf<br />
nicht getragen werden.<br />
Schutzhaube oder Handschutzschild<br />
Die verwendeten Schutzgläser müssen einer bestimmten<br />
Schutzstufe entsprechen und gekennzeichnet sein. Die<br />
Schutzstufen sind beim MSG-Schweißen 9 bis 14.<br />
Arbeitsplatz<br />
Schweißplätze werden durch Stellwände oder Vorhänge<br />
abschirmt. Für gute Be- und Entlüftung im Arbeitsbereich<br />
sorgen, insbesondere bei oberflächenbeschichteten<br />
Werkstoffen. Die beim Schweißen entstehenden<br />
Rauche und Gase müssen abgesaugt werden.
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Zubehör und Werkzeuge<br />
Um Schweißarbeiten durchführen zu können benötigt man noch weitere Arbeitsmittel.<br />
Diese sollten unbedingt vor dem Beginn der Arbeit bereitgelegt werden.<br />
Drahtbürste<br />
Die zu schweißenden Werkstücke müssen vor dem<br />
Schweißen mit einer Drahtbürste gründlich von Rost,<br />
Schmutz und Farbresten gereinigt werden.<br />
Nach dem Schweißen dient die Drahtbürste zum<br />
Entfernen von Schlackeresten und Schweißspritzern.<br />
Edelstahl sollte aus Korrosionsgründen mit einer Edelstahlbürste<br />
bearbeitet werden.<br />
Schlackenhammer<br />
Mit dem Schlackenhammer wird<br />
nach dem Schweißen die Schlackeschicht<br />
über der Schweißnaht abgeschlagen<br />
und Schweißspritzer entfernt.<br />
Schweißzangen<br />
Werkstücke werden beim Schweißen<br />
stark erhitzt. Das Halten und Bewegen<br />
warmer Werkstücke sollte nur mit<br />
passenden Zangen erfolgen. Es besteht<br />
sonst die Gefahr von Verbrennungen<br />
an den Händen.<br />
Schweißnahtlehren<br />
Bei Schweißarbeiten ist<br />
es oft nötig, bestimmte<br />
Werte einzuhalten. Mit<br />
Schweißnahtlehren können<br />
die Winkel in den<br />
Nahtfugen, die Dicke<br />
einer Schweißnaht und<br />
die Nahtüberhöhung<br />
gemessen werden.
Seite 5<br />
Schweißpositionen<br />
Vergleich der Schweißpositionen
Schweißnahtarten<br />
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Seite 7<br />
Verfahrensprinzip des<br />
Metall - Schutzgasschweißen MSG<br />
Beim MSG-Schweißen brennt der Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Drahtelektrode,<br />
die gleichzeitig den Zusatzwerkstoff liefert und dem Werkstück. Dabei wird<br />
die Drahtelektrode (grün dargestellt) über einen automatischen Drahtvorschub durch<br />
das Stromkontaktrohr hindurch der Schweißstelle zugeführt. Eine Schutzgashülle (gelb<br />
dargestellt) umgibt Schmelzbad und Drahtelektrode und verhindert so die Oxidation<br />
durch den Sauerstoff der Umgebungsluft.<br />
Das Metall - Schutzgasschweißen wird eingeteilt in das:<br />
> Metall - Aktiv - Gasschweißen (<strong>MAG</strong> - Schweißen) und das<br />
> Metall - Inert - Gasschweißen (<strong>MIG</strong> - Schweißen)<br />
Die Vorteile gegenüber dem Lichtbogenhandschweißen sind deutlich kürzere Schweißzeiten<br />
und der Wegfall der Schlackebildung.
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Unterscheidung <strong>MAG</strong> - und <strong>MIG</strong> - Schweißen<br />
Die beiden Verfahren unterscheiden sich nur im verwendeten Schutzgas.<br />
Metall - Aktiv - Gasschweißen (<strong>MAG</strong> - Schweißen):<br />
Für unlegierte und niedriglegierte Stähle kommt das <strong>MAG</strong> - Schweißen zum Einsatz. Das<br />
Schutzgas nimmt aktiv am Schweißvorgang teil und beeinflusst das Abschmelzen der<br />
Drahtelektrode, die Spritzerbildung, die Einbrandtiefe und die Nahtform.<br />
Metall - Inert - Gasschweißen (<strong>MIG</strong> - Schweißen):<br />
Zum Schweißen von hochlegierten Stählen, Nichteisenmetalle und Aluminiumlegierungen<br />
kommt das <strong>MIG</strong> - Schweißen zum Einsatz. Die hierbei verwendeten inerten Gase<br />
sind reaktionsträge, das heißt, sie gehen keine chemischen Reaktionen ein. Solche Gase<br />
sind Argon und Helium. Aus Kostengründen wird zum <strong>MIG</strong>-Schweißen überwiegend<br />
Argon verwendet.<br />
Einfluss der Schutzgase beim <strong>MAG</strong> - Schweißen<br />
Schutzgas Argon mit 18 % CO2<br />
> Geringe Spritzerbildung<br />
> Geringe Porenbildung<br />
> Feinschuppige Oberfläche<br />
Schutzgas Argon mit 8 % O2<br />
> Minimale Spritzerbildung<br />
> Mittlere Porenbildung<br />
> Sehr feinschuppige Oberfläche<br />
Schutzgas CO2<br />
> Erhöhte Spritzerbildung<br />
> Minimale Porenbildung<br />
> Grobschuppige Oberfläche<br />
Alle Schutzgase sind geruchlos, geschmacklos, ungiftig und nicht brennbar. Allerdings<br />
können Schutzgase die Atemluft verdrängen.
Seite 9<br />
Schutzgasflaschen<br />
Sechskantansatz für Schraubenschlüssel<br />
Schutzkappe<br />
Innengewinde<br />
Handrad zum Öffnen und<br />
Schließen des Flaschenventils<br />
Anschlussgewinde für Druckminderer<br />
Außengewinde für Schutzkappe<br />
Stempel für:<br />
> Gasart<br />
> Gewicht<br />
> Lieferant<br />
> TÜV usw.<br />
Gasflasche<br />
Fußring für sicheren Stand<br />
Flaschen nur mit aufgeschraubter Schutzkappe<br />
transportieren, gegen Umfallen sichern und vor<br />
direkter Sonneneinstrahlung schützen.
Seite 10<br />
Druckminderer<br />
Das Schutzgas wird aus der Flasche über den Schlauch in das Steuergerät und anschließend<br />
zum Schweißbrenner geführt.<br />
Bei Einzelgeräten erfolgt die Schutzgasversorgung aus einer Gasflasche. Da der Fülldruck<br />
bis zu 200 bar betragen kann, muss der Druck durch einen Druckminderer auf den<br />
Arbeitsdruck reduziert werden. Gleichzeitig kann man die zum Schutzgasschweißen benötigte<br />
Gasmenge an einem Durchflussmesser einstellen (ca. 6 bis 20 l/min).<br />
Dieser Regler hier ist mit Fluometer ( das Glasröhrchen) ausgestattet.<br />
Einstellen des Schutzgases<br />
Die einzustellende Durchflussmenge ist abhängig vom zu schweißenden Werkstoff (Dicke,<br />
Materialart) und der gewählten Gasdüse. Sie lässt sich aus Tabellen und Schaubildern<br />
ermitteln. Als Faustformel zur Bestimmung der Schutzgasmenge gilt:<br />
Gasmenge in l/min = 10 x Drahtelektrodendurchmesser. Das bedeutet, dass für einen<br />
0,8 mm Schweißdraht ca. 8 l/min Gasmenge benötigt wird.<br />
Für die Anzeige der Schutzgasmenge ist am Druckminderer ein Durchflussmengenmesser<br />
vorgesehen. Die strömende Schutzgasmenge lässt in einem Messrohr einen Schwebekörper<br />
mehr oder weniger hoch steigen. Auf einer Skala am Messrohr können Sie an<br />
der höchsten Stelle des Schwebekörpers die Durchflussmenge in l/min ablesen.<br />
Um Messungenauigkeiten zu vermeiden, wird vom Hersteller des Druckminderers der<br />
Eingangsdruck im Durchflussmengenmesser durch Kontern und Plombieren der Einstellschraube<br />
konstant gehalten.<br />
Es geht aber auch ein 2-Manometer-Regler, der erheblich preisweiter ist. Bei diesem -<br />
wird die Durchflussmenge am 2. Manometer abgelesen.
MSG-Schweißanlage<br />
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Die Schweißstromquelle<br />
Beim professionellen <strong>MIG</strong>/<strong>MAG</strong> - Schweißen kommt als Schweißstrom immer Gleichstrom<br />
zur Anwendung. Da der Netzstrom in Gleichstrom umgewandelt bzw. gleichgerichtet<br />
werden muss, wird die Schweißstromquelle als Schweißgleichrichter bezeichnet.<br />
Die preiswerteren <strong>MIG</strong>/<strong>MAG</strong> Geräte schweißen mit Wechselstrom, was den Vorteil hat,<br />
das damit auch Aluminium geschweißt werden kann.<br />
Ganz neu sind die <strong>MIG</strong>/<strong>MAG</strong> Schweißinverter, diese arbeiten mit Gleichstrom und sind<br />
dadurch absolut universell einsetzbar.<br />
Meist können diese außerdem zum Elektrodenschweißen und zum WIG-Schweißen<br />
verwendet werden.<br />
Mit ab 13 Kg eignen sich diese Geräte auch sehr gut für die Baustelle. (Preis ab 1000 €)<br />
In die Schweißstromquelle ist ein Steuergerät eingebaut, dass die Zufuhr des Schutzgases<br />
und der Drahtelektrode regelt. Außerdem wird hier die Höhe des Schweißstroms<br />
eingestellt. Wenn vorhanden, wird auch die Kühleinrichtung gesteuert.<br />
Ein weiteres wichtiges Bauteil ist die Drahtfördereinrichtung. Meist ist sie bei den üblichen<br />
Kompaktanlagen in die Schweißstromquelle eingebaut. Das Schlauchpaket ist<br />
deshalb auf 5 m begrenzt. Bei einem längeren Schlauchpaket würden große Reibungswiderstände<br />
beim Vorschub der Drahtelektroden entstehen, die zu Förderstörungen<br />
führen würden. Ein größerer Arbeitsbereich kann erreicht werden, wenn die Drahtfördereinrichtung<br />
von der Schweißstromquelle getrennt ist. Die tragbare Drahtfördereinrichtung<br />
kann in der Nähe der jeweiligen Schweißstelle aufgestellt werden.
Drahtfördereinrichtung<br />
Seite 12
Seite 13<br />
Die Drahtfördereinrichtung hat die Aufgabe, die Drahtelektrode gleichmäßig von der<br />
Drahtspule abzuziehen und durch das Schlauchpaket bis zur Schweißstelle zu führen.<br />
Dabei muss der Schweißdraht mit einer einstellbaren und vor allem konstanten Geschwindigkeit<br />
geschoben werden. Die Drahtfördergeschwindigkeit ist stufenlos von<br />
0 - 18 Meter pro Minute einstellbar.<br />
Drahtfördereinrichtung können als Zweirollenantrieb<br />
oder Vierrollenantrieb eingesetzt werden.<br />
Die teureren Vierrollenantriebe werden für Fülldrähte<br />
oder für weiche Massivdrähte (z. B. Aluminium)<br />
bevorzugt eingesetzt.<br />
Die Drahtelektrode (rot dargestellt) wird zunächst<br />
von der Drahtspule durch die Drahtzulaufdüse<br />
(grün dargestellt) zwischen die Drahtförderrolle<br />
und die Druckrolle geführt. In die<br />
Drahtförderrolle, die von einem Motor angetrieben<br />
wird, ist eine Rille eingearbeitet.<br />
Damit die unterschiedlichen Drahtelektroden<br />
korrekt in der Rille geführt werden kann, gibt es<br />
für jeden Drahtelektrodendurchmesser eine<br />
andere Drahtförderrolle.<br />
Jede Drahtförderrolle ist deshalb mit dem zugehörigen<br />
Drahtdurchmesser gekennzeichnet.<br />
Die ein facheren Greräte haben eine universelle<br />
Drahtförderrolle, die mehrere Durchmesser fördert.
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Schweißbrenner mit Schlauchpaket (luftgekühlt)<br />
Man unterscheidet gasgekühlte und wassergekühlte MSG - Schweißbrenner.<br />
Beim gasgekühlten Schweißbrenner nutzt man die Kühlwirkung des Schutzgases,<br />
um die entstehende Schweißwärme abzuführen.<br />
Diese Kühlwirkung funktioniert jedoch nur bei Stromstärken bis 200 Ampere. Für höhere<br />
Schweißleistungen werden wassergekühlte Schweißbrenner verwendet. Bei diesen<br />
Schweißbrennern befinden sich zusätzliche Leitungen im Schlauchpaket für den Kühlwasservor-<br />
und -rücklauf.<br />
Der im Schlauchpaket untergebrachte Drahtführungsschlauch aus Kunststoff dient zur<br />
Führung von Schweißdrähten aus Aluminium. Für Schweißdrähte aus Stahl wird der<br />
Drahtführungsschlauch durch eine Drahtführungsspirale ersetzt. Diese muss passend<br />
zum Drahtelektrodendurchmesser gewählt werden.<br />
Durch den Abrieb kann es zur Verschmutzung der Drahtführungsspirale kommen. Dieser<br />
Abrieb muss durch Ausblasen entfernt werden.
Seite 15<br />
Isolierstück<br />
Gasdüse<br />
Drahtführungsschlauch<br />
oder Drahtführungsspirale<br />
Kontaktrohrhalterung<br />
bzw. Düsenstock<br />
Stromkontaktrohr<br />
Drahtelektrode<br />
Der Schweißstrom wird über das Schlauchpaket an die Kontaktrohrhalterung (grün dargestellt)<br />
und an das Stromkontaktrohr (rot dargestellt) weitergeleitet. Das Stromkontaktrohr<br />
leitet den Schweißstrom weiter auf die Drahtelektrode.<br />
Das Stromkontaktrohr hat eine Bohrung, die nur etwa 0,2 mm größer ist als der Durchmesser<br />
der Drahtelektrode. Dadurch wird der Übergangswiderstand so klein wie möglich<br />
gehalten und eine widerstandsarme, großflächige Berührung erreicht.<br />
Das Stromkontaktrohr muss ebenso wie Drahtführungsspirale und Drahtförderrolle entsprechend<br />
dem Drahtdurchmesser gewechselt werden. Dazu ist jedes Stromkontaktrohr<br />
mit dem zugehörigen Durchmesser gekennzeichnet.<br />
Durch die Reibung der Drahtelektrode ist das Stromkontaktrohr ein Verschleißteil. Nach<br />
einer gewissen Schweißzeit ist die Bohrung eingelaufen und verschlissen (unten rot dargestellt).<br />
Die Folgen sind eine erhöhte Erwärmung des Stromkontaktrohres und ein unruhig<br />
brennender Lichtbogen. Deshalb muss das verschlissene Stromkontaktrohr gegen<br />
ein neues ausgetauscht werden.<br />
Das Isolierstück (grau dargestellt) sorgt dafür, dass der Schweißstrom nicht auf die Gasdüse<br />
übertragen wird.<br />
neues Stromkontaktrohr<br />
verschlissenes Stromkontaktrohr
Seite 16<br />
Zünden des Lichtbogens<br />
Der Lichtbogen hat die Aufgabe den Grundwerkstoff aufzuschmelzen und die Drahtelektrode<br />
tropfenförmig abzuschmelzen. Von den Einstellwerten und der Lichtbogenleistung<br />
wird bestimmt, wie dieses Abschmelzen vor sich geht.<br />
Die Spannung und die Drahtfördergeschwindigkeit lassen sich an der Schweißstromquelle<br />
einstellen. Die Spannung wird entweder in Stufen aber meist stufenlos gewählt.<br />
Auch bei unterschiedlichen Stromstärken im Schweißstromkreis bleibt die Spannung<br />
während des Schweißens nahezu gleich.<br />
Mit der Drahtfördergeschwindigkeit wird die Abschmelzleistung bestimmt. Unter Abschmelzleistung<br />
wird die Menge an Drahtelektrode bezeichnet, die in einer Zeiteinheit<br />
zum Schweißbrenner geschoben wird.<br />
Zünden des Lichtbogens<br />
> Bild 1 (links) Vorschieben der Drahtelektrode<br />
> Bild 2 (mitte) Drahtelektrode zündet<br />
> Bild 3 (rechts) Lichtbogen brennt<br />
Beim Zünden des Lichtbogens (Bild oben) wird durch Betätigung des Schalters am Griffstück<br />
die Drahtfördereinrichtung eingeschaltet. Die Drahtelektrode wird aus dem<br />
Schweißbrenner zum Werkstück geschoben. Durch das Berühren des Werkstücks entsteht<br />
ein Kurzschluss. In der Folge steigt die Stromstärke im Schweißstromkreis stark an<br />
und bewirkt, dass an der Berührungsstelle der Werkstoff schmilzt (rot dargestellt) und<br />
teilweise verdampft. Zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück wird dadurch die<br />
Luftstrecke elektrisch leitend (ionisiert) und der Lichtbogen beginnt zu brennen.
Seite 17<br />
Lichtbogenarten<br />
Je nach Einstellung der Schweißstromquelle und nach Auswahl des Schutzgases, unterscheiden<br />
sich verschiedene Lichtbogentypen. Vor allem beim Werkstoffübergang können<br />
sich verschiedene Tropfengrößen ergeben. Außerdem wird unterschieden, ob der<br />
Übergang im Kurzschluss oder kurzschlussfrei erfolgt.<br />
Kurzlichtbogen<br />
Ein Kurzlichtbogen stellt sich bei geringen Spannungen (bis 20 Volt) unter allen Schutzgasen<br />
ein. Er wird vor allem bei dünnen Blechen bis 3 mm, Wurzelschweißungen und<br />
Schweißen in Zwangspositionen angewendet. Der Werkstoffübergang ist feintropfig und<br />
findet ausschließlich im Kurzschluss statt. Das Schweißbad ist zähflüssig.<br />
> Bild 1: Der Lichtbogen schmilzt das Ende der Drahtelektrode auf.<br />
> Bild 2: Es kommt zu Bildung einer Schmelzkugel, die immer größer wird.<br />
> Bild 3: Die Schmelzkugel berührt das Schmelzbad und verursacht einen Kurzschluss.<br />
> Bild 4: Die Stromstärke steigt durch den Kurzschluss sehr stark an und bewirkt<br />
schließlich das Durchbrennen des so genannten Schmelzfadens.<br />
> Der Vorgang beginnt von vorn.<br />
Abhängig von den Einstellwerten findet der Wechsel von Lichtbogenphase und Kurzschlussphase<br />
zwischen 50- und 100-mal je Sekunde statt. Die geringen Heizzeiten des<br />
Kurzschlusses verhindern eine Uberhitzung der Drahtelektrode und des Grundwerkstoffes.<br />
Das Schmelzbad ist auch bei dünnen Blechen leichter beherrschbar.
Seite 18<br />
Sprühlichtbogen<br />
Ein Sprühlichtbogen stellt sich bei hohen Spannungen<br />
(über 20 Volt), einer große Drahtfördergeschwindigkeit<br />
und nur unter Argon oder argonreichen Schutzgasen<br />
ein. Er wird bei Blechen über 3 mm und vor allem bei<br />
Kehlnähten, die in den Positionen PA oder PB geschweißt<br />
werden, angewendet.<br />
In den gleichen Positionen können auch die Mittel- und<br />
Decklagen von Stumpfnähten geschweißt werden.<br />
Ebenso kann der Sprühlichtbogen für Nähte mit einer<br />
Badsicherung beim Schweißen in der Position PA angewendet<br />
werden.<br />
Unter der Einwirkung des Lichtbogens schmilzt die Drahtelektrode beim Sprühlichtbogen<br />
fadenförmig ab. Vom Drahtelektrodenende lösen sich in dichter Folge kleine, feinste<br />
Tropfen, die sich kurzschlussfrei in das Schmelzbad fliegen. Pro Sekunde können 100 bis<br />
300 Tropfen in das Schweißbad übergehen. Das Schweißbad ist dünnflüssig.<br />
Mischlichtbogen<br />
Ein Übergangslichtbogen der zwischen Kurz- und Langlichtbogen liegt. Die Übergänge<br />
der mittleren Tropfen erfolgen teilweise im Kurzschluss, teils kurzschlussfrei. Es kommt zu<br />
einer unerwünscht hohen Spritzerbildung.<br />
Langlichtbogen<br />
Ein Langlichtbogen stellt sich nur unter dem Schutzgas Kohlendioxid ein. Der Werkstoffübergang<br />
erfolgt grobtropfig im Kurzschluss. Pro Sekunde können 100 Tropfen in das<br />
Schweißbad übergehen. Es kommt zu einer starken Spritzerbildung und zur Entstehung<br />
grobgeschuppter und überhöhter Schweißnähte. Der erhöhte Abbrand an Legierungselementen<br />
unter Kohlendioxid, macht nur eine Verarbeitung von unlegierten Stählen<br />
möglich. Das Schweißbad ist dünnflüssig.
Seite 19<br />
Einfluss der Schweißparameter auf den Schweißvorgang<br />
Der Schweißer kann am Schweißgerät die Drahtfördergeschwindigkeit und Spannung<br />
einstellen. Neben diesen Geräteeinstellungen hat er auch durch die Brennerführung<br />
(Neigung und Abstand zur Schweißnaht) einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität<br />
der Schweißarbeit.<br />
Einfluss der Drahtfördergeschwindigkeit bei gleicher Spannung<br />
Drahtfördergeschwindigkeit<br />
schnell<br />
mittel<br />
langsam<br />
Abschmelzleistung<br />
groß<br />
mittel<br />
gering<br />
Stromstärke<br />
groß<br />
mittel<br />
klein<br />
Lichtbogenlänge<br />
kurz<br />
mittel<br />
lang<br />
Mit der Regelung der Drahtfördergeschwindigkeit kann man einen Lichtbogen mittlerer<br />
Länge einregeln. Bei einer Erhöhung der Drahtfördergeschwindigkeit wird der<br />
Lichtbogen kürzer. Die Folge ist, dass auch der Widerstand im Schweißstromkreis abnimmt<br />
und die Stromstärke sich im gleichen Verhältnis erhöht.<br />
Beim Verringern der Drahtfördergeschwindigkeit wird der Lichtbogen länger. Der<br />
Widerstand im Schweißstromkreis nimmt dadurch zu und führt zu einer Verminderung<br />
der Stromstärke.<br />
Einfluss der Spannung bei gleicher Drahtfördergeschwindigkeit<br />
Spannung hoch mittel niedrig<br />
Abschmelzleistung konstant konstant konstant<br />
Stromstärke konstant konstant konstant<br />
Lichtbogenlänge lang mittel kurz<br />
Die Schweißspannung kann direkt an der Schweißstromquelle eingestellt werden.<br />
Entsprechend dem Ohmschen Gesetz, ergibt sich bei gleich bleibender Spannung<br />
die Stromstärke durch den Widerstand im Schweißstromkreis. Der Widerstand wird im<br />
Wesentlichen durch die Lichtbogenlänge bestimmt.<br />
Bei gleich bleibender Drahtfördergeschwindigkeit kann man mit der Regelung der<br />
Schweißspannung die Lichtbogenlänge beeinflussen. Bei einer Erhöhung der Spannung<br />
wird der Lichtbogen länger. Umgekehrt führt eine verminderte Spannung zu<br />
einem kürzeren Lichtbogen.<br />
Die Abschmelzleistung bleibt bei der Spannungsänderung unbeeinflusst, da die<br />
Drahtfördergeschwindigkeit nicht verändert wird.
Seite 20<br />
Einfluss der Lichtbogenlänge<br />
Der Einfluss der Lichtbogenlänge hat einen wesentlichen Einfluss auf die Nahtbreite und<br />
den Einbrandtiefe.<br />
> Bild 1: langer Lichtbogen 3 große Nahtbreite > geringe Einbrandtiefe<br />
> Bild 2: mittlerer Lichtbogen mittlere Nahtbreite mittlere Einbrandtiefe<br />
> Bild 3: kurzer Lichtbogen geringe Nahtbreite große Einbrandtiefe<br />
Stromstärke<br />
Zwischen Spannung und Stromstärke muss ein bestimmtes Verhältnis eingehalten werden,<br />
damit der Lichtbogen brennen kann. In gewissen Grenzen lässt sich der Lichtbogen<br />
etwas verlängern oder verkürzen. Wie im Spannungs-Stromstärke-Schaubild sichtbar,<br />
ergeben sich Lichtbogenkennlinien für die verschiedenen Lichtbogenlängen.<br />
Der Lichtbogen erlischt im Kurzschluss, wenn Werte unterhalb des Kennlinienfeldes eingestellt<br />
werden. Der Lichtbogen reißt ab, wenn die Werte oberhalb des Kennlinienfeldes<br />
liegen.
Beispiele für Einstell- und Verbrauchswerte<br />
Seite 21
Seite 22
Seite 23<br />
Unterschied Brennerhaltung „stechend" und „schleppend"<br />
Brennerneigung „stechend"<br />
Die Brennerneigung „stechend" ist die<br />
übliche Haltung bei der Schweißung von<br />
Hand. Die Einbrandtiefe ist gegenüber<br />
dem schleppenden Schweißen etwas geringer,<br />
die Nahtbreite wird etwas breiter.<br />
Schweißrichtung<br />
Brennerneigung „neutral"<br />
Schweißrichtung<br />
Brennerneigung „schleppend"<br />
Die Brennerneigung „schleppend" führt zu<br />
einer tieferen Einbrandtiefe gegenüber<br />
dem stechenden Schweißen, die Nahtbreite<br />
wird etwas geringer, die Nahtüberwölbung<br />
ist höher.<br />
Die Brennerneigung „schleppend" wird<br />
bei Wurzelschweißungen und in Zwangslagen<br />
angewendet.<br />
Schweißrichtung
Seite 24<br />
Übungsbeispiel Auftragsschweißen<br />
Durch Auftragsschweißen können durch Verschleiß abgetragene Flächen, Kanten oder<br />
Profile wieder ergänzt werden. Ebenso ist es möglich durch Auftragsschweißen eine<br />
hochwertige Oberfläche auf einem billigem Grundmaterial herzustellen.<br />
Anstellwinkel<br />
ca. 80° - 90°<br />
Schweißrichtung<br />
Der Winkel zwischen der austretenden Drahtelektrode und dem Werkstück wird als Anstellwinkel<br />
bezeichnet. Beim Auftragen der Schweißraupen beträgt der Anstellwinkel 80°<br />
bis 90°. Diese Schweißbrennerführung wird als „leicht stechend" bezeichnet.<br />
In Querrichtung wird der Brenner senkrecht im Winkel von 90° zur Naht gehalten.<br />
Der Brennerabstand ist die Strecke zwischen<br />
Stromkontaktrohr und dem Werkstück.<br />
Für eine gut geschweißte Naht sind eine<br />
gleich bleibende Brennerabstand und eine<br />
konstante Schweißgeschwindigkeit erforderlich.<br />
Brennerabstand für Kurzlichtbogen etwa<br />
10mal Durchmesser der Drahtelektrode.<br />
Brennerabstand für Sprühlichtbogen etwa<br />
15mal Durchmesser der Drahtelektrode.<br />
Stromkontaktrohr<br />
Brennerabstand<br />
Werkstück
Seite 25<br />
Einstellbeispiel für Schweißstromquelle (Kurzlichtbogen)<br />
> Drahtelektrode DIN 8559-1-SG 2 (0 1 mm)<br />
> Drahtvorschubgeschwindigkeit 4,5 m/min<br />
> Arbeitsspannung 19 Volt<br />
> Scheißstrom 135 Ampere<br />
> Schutzgas 10 l/min<br />
> Brennerabstand etwa 10mal Drahtdurchmesser = 10 mm<br />
Einstellbeispiel für Schweißstromquelle (Sprühlichtbogen)<br />
> Drahtelektrode DIN 8559- 1-SG 2 (0 1 mm)<br />
> Drahtvorschubgeschwindigkeit 8,0 m/min<br />
> Arbeitsspannung 25 Volt<br />
> Scheißstrom 260 Ampere<br />
> Schutzgas 12 l/min<br />
> Brennerabstand etwa 15mal Drahtdurchmesser = 15 mm<br />
Beim Schweißen muss auf eine gleich bleibende Schweißgeschwindigkeit geachtet<br />
werden. Nur so entsteht eine gut geschweißte Raupe mit gleichmäßiger Breite und<br />
Nahthöhe (Bild 2 grüne Schweißraupe).<br />
Fehlerhafte Schweißraupen entstehen, wenn das Schweißen zu langsam erfolgt. Das<br />
Schmelzbad läuft dem Lichtbogen voraus mit der Folge, dass der Lichtbogen den<br />
Grundwerkstoff nicht korrekt erreicht und aufschmilzt (Bild 3).<br />
Eine zu schmale und stark überwölbte Raupe entsteht bei einem zu schnellen Schweißen.<br />
Hier hat der Lichtbogen nicht genügend Zeit, den Grundwerkstoff in der ganzen<br />
Raupenbreite aufzuschmelzen. Dadurch entstehen Bindefehler.
Seite 26<br />
Übungsbeispiel Kehlnahtschweißen (PA, PB]<br />
Bei einer Kehlnaht stoßen zwei Bleche rechtwinklig aufeinander (T-Stoß).<br />
Bei der Vorbereitung für diese Schweißnaht ist darauf zu achten, dass die Stirnfläche<br />
des senkrechten Bleches spaltfrei über die gesamte Länge aufsitzt. Um den korrekten<br />
Sitz zu überprüfen, kann man die Bleche in der zukünftigen Scheißposition fest aufeinander<br />
pressen und gegen das Licht halten. Findet man so noch größere Lichtspalte,<br />
müssen die Bleche nachgearbeitet werden. So wird verhindert, dass Schweißgut vom<br />
Lichtbogen durch den Spalt gedrückt wird. Bindefehler werden so vermieden.<br />
Werden die Heftstellen auf der Rückseite der zu schweißenden Kehlnaht angebracht,<br />
kann ein Überschweißen der Heftsteilen vermieden werden. Muss der T-Stoß beidseitig<br />
geschweißt werden, so können die Heftsteilen nach dem Schweißen der ersten Seite<br />
abgearbeitet werden, um so die mögliche Gefahr von Bindefehlern beim Überschweißen<br />
auszuschließen. Achten Sie beim Heften auf einen evtl. Verzug.<br />
Eine gut geschweißte Kehlnaht entsteht wenn folgende Anforderungen erfüllt sind:<br />
> sicheres Aufschmelzen des Wurzelpunktes,<br />
> gleichschenklige Nahtform,<br />
> Nahtoberseite flach oder mit leichter Hohlkehle,<br />
> Erreichen der geforderten Kehlnahtdicke (a - Maß)<br />
Die geforderte Kehlnahtdicke (a - Maß) hängt wesentlich von der Schweißgeschwindigkeit<br />
ab. Eine zu geringe Kehlnahtdicke entsteht beim zu schnellen Schweißen, während<br />
ein zu langsames Schweißen eine zu dicke Kehlnaht ergibt.<br />
Das Maß a lässt sich mit einer Kehlnahtlehre (siehe oben) prüfen.
Seite 27<br />
Brennerhaltung beim Schweißen der Kehlnaht<br />
Beim Schweißen der Kehlnaht wird der Schweißbrenner etwas mehr auf das untere<br />
Blech gerichtet (ca. 50°), damit beide Nahtflanken gleichmäßig aufschmelzen.<br />
Beim senkrechten Blech wird nur die untere Kante aufgeschmolzen. Beim unteren<br />
Blech muss eine größere Fläche erwärmt werden. Der größere Wärmebedarf des unteren<br />
Bleches wird dadurch gedeckt, dass der Lichtbogen nicht direkt in die Kehle<br />
gerichtet wird, sondern der Brenner wird so geführt, dass das untere Blech mehr erwärmt<br />
wird.<br />
In Schweißrichtung wird der Brenner unter dem Winkel von ca. 75°, also „leicht stechend"<br />
gehalten. Diese Brennerhaltung ergibt eine flache Schweißnaht.<br />
Übungsbeispiel Fallnahtschweißen (PGj<br />
Schweißrichtung<br />
fallend<br />
In der Fallposition wird immer mit dem Kurzlichtbogen geschweißt. Die Spannung<br />
und die Drahtfördereinrichtung müssen dementsprechend an der Schweißstromquelle<br />
eingestellt werden.<br />
Geschweißt wird mit einer leicht „schleppenden" Brennerhaltung (Bild oben). Dabei<br />
wird der Brennerabstand gering gehalten. Die Raupe wird als Strichraupe ohne<br />
Pendelbewegung ausgeführt. Bei Kehlnähten ist auf eine gut erfasste Wurzel, auf<br />
eine gleichmäßige Schweißnahtbreite und auf das geforderte a-Maß zu achten.
Seite 28<br />
Fehler beim Schweißen der Fallnaht<br />
Besonders wichtig ist die Schweißgeschwindigkeit. Speziell in der Fallposition, können<br />
beim <strong>MIG</strong> - <strong>MAG</strong>- Schweißen Bindefehler auftreten.<br />
Die Ursache hierfür ist ein vorlaufendes Schmelzbad, das bei unachtsamer Brennerführung<br />
oder falsch eingestellten Schweißdaten auftritt.<br />
Wird zu langsam geschweißt, „überholt" das Schmelzbad den Lichtbogen (rot dargestellt)<br />
und verhindert, dass der Lichtbogen den Grundwerkstoff erreichen und aufschmelzen<br />
kann. Die Schweißnaht liegt ohne richtige Bindung auf dem Grundwerkstoff<br />
auf.<br />
Wird zu schnell geschweißt, wird die Schweißnaht wird zu dünn und man erreicht<br />
nicht das geforderte a - Maß. Außerdem kommt es zu einer ungewollten, überwölbten<br />
Nahtoberfläche.
Seite 29<br />
Übungsbeispiel Stumpfstoß schweißen (PA)<br />
Um eine gute Wurzelschweißung zu erreichen, ist bei einer I-Naht ein Stegabstand<br />
vorzusehen. Dieser sollte bei Blechen bis 4 mm in etwa 0,5 bis 1-mal der Blechdicke<br />
entsprechen.<br />
Bis etwa 4 mm Blechdicke wird der Stumpfstoß mit einer I-Naht geschweißt. Ab 5 mm<br />
Blechdicke wird eine V-Naht und über 12 mm eine Doppel V-Naht geschweißt. Die<br />
Bleche in einem Winkel von 60° abgeschrägt.<br />
Geheftet wird an der Wurzelseite an mindestens zwei Stellen. Der Stumpfstoß ist zügig<br />
in einem Arbeitsgang durchzuschweißen, da sich sonst die Bleche durch die ungleichmäßig<br />
erwärmen und sich verziehen können. Die Heftstellen müssen gut aufgeschmolzen<br />
werden um Bindefehler und Wurzelfehler zu vermeiden. Auf der Rückseite<br />
muss nach dem Schweißen eine gleichmäßige Wurzel - Naht erkennbar sein.<br />
Stumpfstoß als I - Naht<br />
> Bleche bis ca. 4 mm<br />
> Stegabstand soll etwa 0,5<br />
bis 1 mal der Blechdicke<br />
entsprechen<br />
V-Naht<br />
> Bleche ab ca. 5 mm<br />
> Stegabstand soll etwa 2 bis<br />
2,5 mm betragen<br />
Doppel-V-Naht<br />
> Bleche ab ca. 12 mm<br />
> Stegabstand soll etwa 2,5<br />
mm betragen
Seite 30<br />
Ansatzbindefehler<br />
Ansatzbindefehler<br />
Beim Ansetzen einer Schweißnaht an eine bereits geschweißte Raupe kann es zu<br />
Ansatzbindefehler kommen. Da die Drahtelektrode sofort schmilzt, hat der<br />
Lichtbogen keine Zeit, den Grundwerkstoff aufzuschmelzen, bevor sich der abschmelzende<br />
Schweißzusatzwerkstoff darüber legt.<br />
Um diesen Fehler zu verhindern, wird vor dem Wiederansetzen des Schweißbrenners<br />
das das Raupennende mit dem Winkelschleifer zungenförmig angeschliffen (Bild<br />
oben).<br />
Auf der bereits geschweißten Raupe wird dann der Lichtbogen gezündet und über<br />
die Ansatzstelle geführt.
Seite 31<br />
Übungsbeispiel Kehlnahtschweißen [PF]<br />
In Steigposition gestaltet sich das Schweißen einer Kehlnaht schwieriger als in der<br />
Fallposition. Der Vorteil der Steigposition liegt darin, dass durch das steigende<br />
Schweißen keine Bindefehler auftreten.<br />
Wie in anderen Schweißpositionen entsteht eine gut geschweißte Kehlnaht, wenn folgende<br />
Anforderungen erfüllt sind:<br />
> sicheres Aufschmelzen des Wurzelpunktes,<br />
> gleichschenklige Nahtform,<br />
> Nahtoberseite flach oder mit leichter Hohlkehle,<br />
> Erreichen der geforderten Kehlnahtdicke (a - Maß)<br />
Der Anstellwinkel soll etwa 70° bis 80° betragen, d. h. die Schweißbrennerführung ist<br />
leicht stechend. Die Bewegung des Schweißbrenners erfolgt von unten nach oben<br />
(siehe Bild oben) und muss gleichmäßig sein. Bei ungleichmäßiger Brennerführung<br />
kann es dazu kommen, dass die Wurzel nicht richtig erfasst wird, und dass die beiden<br />
Nahtflächen ungleichmäßig aufschmelzen. Es können Einbrandkerben entstehen.
Seite 32<br />
Kennzahlen für Schweiß- und Lötverfohren<br />
311 = Gasschweißen mit Sauerstoff-Acetylen-Flamme (Autogenschweißen)<br />
141 = Wolfram-Inertgasschweißen<br />
111= Lichtbogenhandschweißen<br />
131 = Metall-Inertgasschweißen<br />
135 = Metall-Aktivgasschweißen<br />
91 = Hartlöten<br />
92 = Weichlöten<br />
Normung der Drohtelektroden für dos MSG-Schweißen<br />
Beispiel: Drahtelektrode DIN 8559 - 0,8 - SG2<br />
Drahtelektrode = Lieferform<br />
DIN 8559 = DIN-Norm der Drahtelektrode<br />
0,8 = Durchmesser in Millimeter<br />
SG2 = Typ-Kurzzeichen für chemische Zusammensetzung<br />
Für das Schweißen der verschiedenen Werkstoffe werden jeweils dazu passende<br />
Schweißstäbe verwendet, damit das Schweißgut möglichst die gleiche Zusammensetzung<br />
wie der Grundwerkstoff hat.<br />
Festgelegt sind in der Norm die Drahtdurchmesser. Gebräuchlich sind die Durchmesser<br />
0,6; 0,8; 1,0; 1,2 und 1,6 mm. Das Typ-Kurzzeichen gibt verschlüsselt Auskunft über die<br />
chemische Zusammensetzung der Drahtelektroden. Der Anteil der Legierungselemente<br />
steigt von Typ SGI bis zu Typ SG3.<br />
Normung der Schutzgase für das MSG-Schweißen<br />
Beispiel: Schutzgas DIN 32526 - M2 1<br />
Schutzgas = Lieferform<br />
DIN 32526 = DIN-Norm der Schutzgase<br />
M2 = Mischgasgruppe<br />
SG2 = Kennzahl für chemische Zusammensetzung<br />
Die verschiedenen Schutzgase bzw. Gasgemische zum MSG - Schweißen unterscheiden<br />
sich im Schweißverhalten (Einbrandtiefe, Spaltüberbrückbarkeit, Spritzerbildung).<br />
Schweißen: Die inerten Schutzgase für das <strong>MIG</strong> - Schweißen sind reines Argon<br />
oder Argon - Helium - Gemische.<br />
<strong>MAG</strong> - Schweißen: Aktive Schutzgase für das <strong>MAG</strong> - Schweißen sind reines Kohlendioxid<br />
(CO2)oder Gasgemische aus Argon + CO2, Argon + O2, Argon + CO2 + O2.
Seite 33<br />
Äußerliche Schweißnohtfehfer<br />
gute Schweißnaht<br />
nicht durchgeschweißt<br />
zu große Wurzelüberhöhung<br />
zu große Nahtüberhöhung<br />
Nahtunterwölbung<br />
Einbrandkerben
Seite 34<br />
Innere Schweißnahtfehler<br />
Poren - Gaseinschlüsse<br />
Schrumpfrisse<br />
Fremdeinschlüsse<br />
Bindefehler<br />
Wurzel nicht erfasst
Ursachen für Schweißnahtfehler<br />
Seite 35<br />
Oxideinschlüsse<br />
Ursachen für Oxideinschlüsse:<br />
> Oberflächen nicht metallisch rein<br />
> Schweißdraht ist oxidiert<br />
> Zwischenlagen wurden nicht gereinigt<br />
> Schweißnahtvorbereitung ungenügend (Stegkanten nicht angefast)<br />
> Oxidation im Wurzelbereich (Formiergas verwenden!)<br />
Porenbildung<br />
Ursachen für Porenbildung:<br />
> Ungenügende Schutzgasmenge eingestellt (siehe unten)<br />
> Verwirbelung des Schutzgases bei zu hoher Schutzgasmenge<br />
> Luftzug im Schweißnahtbereich (siehe unten)<br />
> Zu kleine Gasdüse<br />
> Brennerabstand zu groß<br />
> Brennerhaltung zu flach<br />
> Wassergekühlter Brenner undicht<br />
> Verschmutzte Werkstückoberfläche<br />
> Beschädigung bzw. Verschmutzung an der Gasdüse (Verwirbelung, siehe unten)<br />
Bindefehler<br />
Ursachen für Bindefehler:<br />
> Eingeschränkte Zugänglichkeit der Schweißstelle<br />
> Brenner zu weit auf eine Nahtflanke geneigt<br />
> Zu langsam geschweißt oder zu große Drahtfördergeschwindigkeit (vorlaufendes<br />
Schweißgut siehe oben)<br />
> Brenner nicht mittig geführt<br />
> Flankenöffnungswinkel zu gering, Steghöhe zu hoch oder großer Kantenversatz<br />
> Ansatzbindefehler (siehe oben)<br />
Endkraterrisse<br />
Ursachen für Endkraterrisse:<br />
> Schweißstromstärke zu<br />
hoch<br />
> Zu geringe Schweißgeschwindigkeit<br />
> Ungenügende Auffüllung<br />
mit Schweißzusatzwerkstoff
Seite 36<br />
Schweißnahtfehler durch mangelhaften Gasschutz<br />
Weitere mögliche Fehler durch mangelhaften Gasschutz können eine zu flache Brennerhaltung<br />
(Einziehen der Luft) oder ein zu großer Brennerabstand sein.
Seite 37<br />
Einteilung der Stähle<br />
Einteilung nach Phosphor- und Schwefelgehalt:<br />
• Massenstahl ( Grundstahl) Phosphorgehalt kleiner als 0,08 %, Schwefelgehalt<br />
kleiner als 0,07 % Phosphor - und Schwefelgehalt zusammen maximal 0,1 %<br />
• Qualitätsstähle Phosphorgehalt kleiner als 0,04 % , Schwefelgehalt kleiner als<br />
0,04%<br />
• Edelstahle Phosphorgehalt kleiner als 0,02 %, Schwefelgehalt kleiner als 0,02 %<br />
Einteilung nach Legierung :<br />
• unlegierter Stahl bis 1,65 % Mangan und 0,5 % Silizium<br />
• niedriglegierter Stahl - Summe der Legierungselemente kleiner als 5 %<br />
• hochlegierter Stahl - Summe der Legierungselemente größer als 5 %<br />
Schweißeignung von VA-Stahl<br />
Stähle sind gut schweißgeeignet bis zu einem<br />
• Kohlenstoffgehalt von 0,24 % C<br />
• Phosphorgehalt von 0,065 % P<br />
• Schwefelgehalt von 0,065 % S<br />
• Stickstoffgehalt von 0,014 % N<br />
• Mangangehalt von 1,65 % Mn<br />
• Siliziumgehalt von 0,5 % Si<br />
Bei hochlegierten Stählen wird die Schweißeignung durch Titan und Niob im Zusatzwerkstoff<br />
verbessert. Diese Elemente binden beim Schweißen den Kohlenstoff ab, so dass<br />
eine Bildung von Chromkarbiden und somit die Chromverarmung im Grundwerkstoff<br />
verhindert wird. Eine andere Möglichkeit gegen Chromverarmung ist das Glühen der<br />
geschweißten Bauteile bei 1050 ° C und anschließendes rasches Abschrecken,<br />
die Schweißeignung nach dem so genannten Kohlenstoffäquivalent CEV berechnet:<br />
St 33<br />
St 37 - 2<br />
St 37 - 3<br />
St 44 - 2<br />
St 44 - 3<br />
St 52 - 3<br />
St 50 - 2<br />
St 60 - 2<br />
St 70 - 2<br />
C<br />
0,17-0,20<br />
0,17<br />
0,21 -0,22<br />
0,20<br />
0,20 - 0,22<br />
0,30<br />
0,40<br />
0,50<br />
P<br />
0,05<br />
0,04<br />
0,05<br />
0,04<br />
0,04<br />
0,05<br />
0,05<br />
0,05<br />
S<br />
0,05<br />
0,04<br />
0,05<br />
0,04<br />
0,04<br />
0,05<br />
0,05<br />
0,05<br />
N<br />
0,009<br />
—<br />
0,009<br />
—<br />
—<br />
0,009<br />
0,009<br />
0,009<br />
Schweißbarkeit<br />
bedingt<br />
gut<br />
sehr gut<br />
gut<br />
sehr gut<br />
gut<br />
nicht geeignet<br />
nicht geeignet<br />
nicht geeignet
Seite 38<br />
Gefüge in Schweißverbindungen<br />
Zum Schmelzschweißen werden Temperaturen benötigt, die mindestens der Schmelztemperatur<br />
des Werkstückes entsprechen. Die Höhe der Temperaturen hängt im Wesentlichen<br />
von der Wärmezufuhr durch das Schweißverfahren, von der Wärmeableitung<br />
der Wärme im Bauteil und von der Wärmeabgabe an die Luft ab.<br />
Dieses Erwärmen und Abkühlen verändert das Gefüge einer Schweißverbindung bis in<br />
den Grundwerkstoff hinein.<br />
Die Wärmeeinflusszone schließt sich beiderseits an die Schweißnaht an. Sie reicht bis an<br />
den Grundwerkstoff, der nicht durch die beim Schweißen eingebrachte Wärme beeinflusst<br />
wurde.<br />
Schmelzlinie<br />
Grenze zwischen Geschmolzenem<br />
und festgebliebenen Werkstoff (grau)<br />
Überhitzungsgefüge<br />
Grobkomgefüge mit<br />
erhöhter Härte (rot)<br />
Schweißraupe<br />
Werkstoff ist vollständig<br />
aufgeschmolzen (grün)<br />
Normalglühgefüge<br />
Feinkorngefüge durch<br />
Erwärmung (pink)<br />
Gefügeumwandlung<br />
nur noch teilweise<br />
(gelb)
Seite 39<br />
Schrumpfung an Stumpfnähten<br />
Schrumpfungsarten:<br />
Rote Pfeile -> Q = Querschrumpfung<br />
Blaue Pfeile -> D = Dickenschrumpfung<br />
Grüne Pfeile -> L = Längsschrumpfung<br />
Entscheidend für die Größe der entstehenden Schrumpfungen und Spannungen im<br />
Bauteil ist die eingebrachte Wärmemenge.<br />
Die Wärmedehnungen und Schrumpfungen werden durch die Schweißwärme hervorgerufen<br />
und wirken im Werkstoff räumlich, also nach allen Richtungen.<br />
Spannungen und Schrumpfungen stehen in einem bestimmten Zusammenhang.<br />
Spannungen entstehen immer dann, wenn Schrumpfung behindert ist.<br />
> Ist die Schrumpfung frei möglich, kommt es zu großen Formänderung,<br />
aber zu geringen Spannungen<br />
> Ist die Schrumpfung behindert, ist die Formänderung gering, aber zu großen<br />
Spannungen
Seite 40<br />
Winkelverzug an Schweißnähten<br />
Schrumpfung und Verzug<br />
Beim der Erwärmung dehnt sich jeder Werkstoff aus<br />
und beim Abkühlen zieht er sich wieder zusammen.<br />
Die trifft natürlich auch auf Schweißnähte zu.<br />
Die sehr warme Schweißnaht schrumpft beim Abkühlen<br />
zusammen. Dadurch verzieht sich das Werkstück.<br />
Die Größe des Verzuges ist abhängig von der Form der<br />
Nahtfuge und vom Aufbau der Schweißnaht.<br />
Je mehr Raupen übereinander geschweißt werden,<br />
desto größer ist der Winkelverzug.<br />
Gegenmaßnahmen zum Verzug<br />
Gegenmaßnahmen zum Verzug sind z. B. die Wahl<br />
von großflächigen zusammenhängenden Einzelteilen,<br />
die Anwendung und Einhaltung einer bestimmten<br />
Schweißfolge, symmetrische Anordnung der Schweißnähte<br />
und möglichst geringe Nahtquerschnitte. Bei<br />
Stumpfstößen werden die Bleche z. B. so geheftet,<br />
dass sie einen kleinen Winkel miteinander bilden, der<br />
den Winkelverzug bereits berücksichtigt.
Betriebsanweisung für Elektro-Schweißarbeiten<br />
Seite 41<br />
Elektro- Schweißarbeiten dürfen nur Mitarbeiter ausführen, die vom betrieblichen Vorgesetzten<br />
beauftragt und mit der Arbeit vertraut sind. Mitarbeiter unter 18 Jahren dürfen<br />
diese Arbeiten nicht ausführen, außer zu Ausbildungszwecken und unter Aufsicht.<br />
Schweißgeräte dürfen nur nach ausführlicher Unterweisung und mit der ausdrücklichen<br />
Genehmigung eines Vorgesetzten benutzt werden.<br />
Zuwiderhandlungen haben arbeitsrechtliche Schritte zur Folge!<br />
Gefahrenquellen<br />
• Brand- und Explosionsgefahr durch Lichtbogen, Funken, Metallspritzer, heiße Teile.<br />
• Verletzungen für Augen und Haut durch UV- und Wärme - Strahlen, heiße Teile,<br />
Schweißspritzer.<br />
• Gesundheitsgefährdung durch schädliche Rauche, Dämpfe, Gase.<br />
• Erhöhte Gefährdung durch elektrischen Strom (besonders in engen und feuchten<br />
Räumen).<br />
• Gesundheitsgefahr beim Schweißen von verzinkten, verbleiten oder mit bleihaltigen<br />
Anstrichstoffen versehenden Gegenständen.<br />
• Verletzungsgefahr durch Drahtvorschub.<br />
Schutzmaßnahmen und Verhaltensregeln<br />
Vor Arbeitsbeginn Anlagen und Geräte auf betriebssicheren Zustand überprüfen. Schutzeinrichtungen<br />
dürfen nicht umgangen, entfernt oder unwirksam gemacht werden. An der<br />
Anlage auf Ordnung und Sauberkeit achten. Reinigung nur bei abgeschalteter Anlage.<br />
Elektrodenhalter nicht unter den Arm klemmen und nur auf gut isolierter Unterlage ablegen.<br />
Bei erhöhter Gefährdung in engen und/oder feuchten Räumen, besondere Schutzmaßnahmen<br />
gegen elektrische Durchströmung treffen. Beim Einsatz von Gefahrstoffen<br />
entsprechende Betriebsanweisung beachten. Instandsetzungsarbeiten nur durch beauftragte<br />
und sachkundige Person. Bei längerer Arbeitsunterbrechung Netzspannung abschalten.<br />
Beschädigte Isolierstücke am Elektrodenhalter sofort austauschen. Nur bei geschlossener<br />
Kleidung schweißen (Gefahr von Hautverbrennungen)!<br />
Schweißplätze durch Stellwände oder Vorhänge abschirmen. Für gute Be- und Entlüftung<br />
im Arbeitsbereich sorgen, insbesondere bei oberflächenbeschichteten Werkstoffen.<br />
Mit brennbaren Stoffen verunreinigte Kleidung z. B. Öl, Fett, Petroleum und Kleidung aus<br />
Kunstfasern, darf nicht getragen werden.<br />
Persönliche Schutzausrüstung:<br />
• Lederschürze, Schweißerhandschuhe und Schweißschild gegen Strahlungen und<br />
Verbrennungen tragen!<br />
• Schutzbrille zum Schutz gegen Materialsplitter tragen!<br />
• Sicherheitsschuhe zum Schutz gegen herunterfallende Werkstücke tragen!<br />
• Enganliegende, schwerentflammbare geeignete Arbeitskleidung tragen!<br />
• Keine Ringe, Ketten oder sonstige Schmuckstücke tragen!<br />
Verhalten im Notfall:<br />
• Schweißgerät abschalten! Im Brandfall Feuerwehr informieren.<br />
• Mitarbeiter warnen, Löschmaßnahmen durchführen, Gefahr durch elektrischen<br />
Strom beachten.
Fehlersuche an MSG - Schweißanlagen<br />
Seite 42
Nr.<br />
1.<br />
2.<br />
3.<br />
4.<br />
5.<br />
6.<br />
7.<br />
8.<br />
9.<br />
10.<br />
11.<br />
12.<br />
13.<br />
14.<br />
Kenntnisprüfung<br />
Volt ist die elektrische Einheit für:<br />
a) Spannung b) Stromstärke c) Widerstand<br />
Welche Aufgaben hat das Stromkontaktrohr?<br />
a) es hat keine Aufgabe<br />
b) es leitet den Strom in die Drahtelektrode<br />
c) man reguliert damit die Spannung<br />
Wann wird ein Sprühlichtbogen eingesetzt?<br />
a) bei jeder Schweißnaht<br />
b) bei Werkstücken über 3 mm<br />
c) bei Wurzelschweißungen<br />
Die Bezeichnung <strong>MAG</strong> - Schweißen bedeutet:<br />
M -A -G -Schweißen<br />
Wie unterscheidet sich <strong>MAG</strong> und <strong>MIG</strong> - Schweißen?<br />
a) es werden unterschiedliche Gase verwendet<br />
b) es gibt keine Unterscheidungsmerkmale<br />
c) man verwendet ein anderes Schweißgerät<br />
Welche Aussagen trifft auf das <strong>MAG</strong> - Schweißen nicht zu?<br />
a) man kann Bleche ab 0,6 mm schweißen<br />
b) <strong>MAG</strong> - Schweißen ist sehr wirtschaftlich<br />
c) <strong>MAG</strong> - Schweißen eignet sich nicht für Zwangspositionen<br />
Warum verwirft sich ein geschweißtes Werkstück?<br />
a) durch fehlerhaftes Schweißen<br />
b) durch ungeeignete Schweißgeräte<br />
c) durch Schrumpfen der Schweißnaht<br />
Welche allgemeinen Anforderungen werden an Schweißstromquellen gestellt?<br />
a) Schweißstrom hoch, Schweißspannung niedrig<br />
b) Schweißstrom hoch, Schweißspannung hoch<br />
c) Schweißstrom niedrig, Schweißspannung hoch<br />
Welche Strahlen sendet der Lichtbogen aus?<br />
a) Gammastrahlen<br />
b) radioaktive Strahlung<br />
c) ultraviolette und infrarote Strahlen<br />
Was gehört nicht zu der Schutzausrüstung des Schweißers?<br />
a) Stulpenhandschuhe b) Elektrodenhalter c) Schweißschirm<br />
Was muss beim Schweißen verschiedener Drahtdurchmesser zu beachten?<br />
a) das Stromkontaktrohr muss ausgetauscht werden<br />
b) die Werkstückklemme muss versetzt werden<br />
c) das Schlauchpaket muss ausgetauscht werden<br />
Welche Aussage ist richtig?<br />
a) Stehende Flaschen müssen gegen Umfallen gesichert werden<br />
b) Man kann Schutzgasflaschen auf dem Boden entlang rollen<br />
c) Schutzgase sind immer hochgiftig<br />
Welche Kennfarbe hat eine Kohlensäureflascheflasche?<br />
a) gelb b) rot c) grau<br />
Was versteht man unter dem Begriff Auftragsschweißen?<br />
a) Beim Auftragschweißen können durch Verschleiß abgetragene Flächen, Kanten<br />
oder Profile wieder ergänzt werden<br />
b) Auftragschweißen heißt „einen Auftrag zum Schweißen" haben<br />
c) man kann nur mit einem schriftlichen Auftrag schweißen<br />
Seite 43<br />
Lösung<br />
a<br />
b<br />
b<br />
Metall<br />
Aktiv Gas<br />
a<br />
a<br />
c<br />
a<br />
c<br />
b<br />
a<br />
a<br />
c<br />
a
Inhaltsverzeichnis<br />
Seite 44<br />
Thema<br />
Seite<br />
Thema<br />
Seite<br />
Einteilung Schutzgasschweißverfahren<br />
2<br />
Langlichtbogen<br />
18<br />
Arbeitsschutz<br />
3<br />
Einfluss der Schweißparameter<br />
19<br />
Persönliche Schutzausrüstung<br />
3<br />
Einfluss der Spannung<br />
19<br />
Zubehör und Werkzeuge<br />
4<br />
Einfluss der Drahtfördergeschwindigkeit<br />
19<br />
Schweißpositionen<br />
5<br />
Einfluss der Lichtbogenlänge<br />
20<br />
Schweißnahtarten<br />
6<br />
Einstell- und Verbrauchswerte<br />
21<br />
Verfahrensprinzip MSG<br />
Unterscheidung <strong>MAG</strong>/<strong>MIG</strong> -<br />
Schweißen<br />
7<br />
8<br />
Unterschied Brennerhaltung „stechend" und<br />
„schleppend"<br />
Übungsbeispiel Auftragsschweißen<br />
23<br />
24<br />
Einteilung der Schutzgase<br />
8<br />
Übungsbeispiel Kehlnahtschweißen<br />
26<br />
Einfluss der Schutzgase beim<br />
<strong>MAG</strong>-Schweißen<br />
8<br />
Übungsbeispiel Fallnahtschweißen<br />
27<br />
Schutzgasflasche<br />
9<br />
Übungsbeispiel Stumpfstoß schweißen<br />
29<br />
Druckminderer<br />
10<br />
Übungsbeispiel Kehlnahtschweißen in Steigposition<br />
31<br />
Einstellen des Schtuzgases<br />
10<br />
Kennzahlen für Schweiß- und Lötverfahren<br />
32<br />
<strong>MIG</strong>-<strong>MAG</strong> Schweißanlagen<br />
Schweißstromquelle<br />
11<br />
11<br />
Normung der Drahtelektroden für das MSG-<br />
Schweißen<br />
Normung der Schutzgase für das MSG-<br />
Schweißen<br />
32<br />
32<br />
Drahtfördereinrichtung<br />
11,13<br />
Äußerliche Schweißnahtfehler<br />
33<br />
MSG-Schweißbrenner<br />
14<br />
Innere Schweißnahtfehler<br />
34<br />
Drahtführungsschlauch<br />
12<br />
Ursachen für Schweißnahtfehler<br />
35<br />
Brennerkopf<br />
15<br />
Einteilung der Stähle<br />
37<br />
Stromkontaktrohr<br />
15<br />
Gefüge in Schweißverbindungen<br />
38<br />
Zünden des Lichtbogens<br />
16<br />
Schrumpfungen und Spannungen an<br />
Schweißnähten<br />
39<br />
Lichtbogenarten<br />
17<br />
Winkelverzug an Schweißnähten<br />
40<br />
Kurzlichtbogen<br />
17<br />
Betriebsanweisung für Schweißarbeiten<br />
41<br />
Sprühlichtbogen<br />
18<br />
Fehlersuche an MSG - Schweißanlagen<br />
42<br />
Mischlichtbogen<br />
18<br />
Kenntnisprüfung<br />
43