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Lehrbrief MIG MAG- Schweißen - HausundWerkstatt24.de

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Seite 1<br />

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.


Seite 4<br />

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 />

Seite 6


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.


Seite 8<br />

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 />

Seite 11<br />

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.


Seite 14<br />

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

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