gerätetechnik

(Abb.6) : Gegenüberstellung der Arbeitsbereiche verschiedener Lichtbogenvarianten
allem Wettbewerbsvorteile. Mit der neuen PCS-Kennlinie führt
Fronius den Impuls- und den Standard-Sprühlichtbogen stufenlos
und ohne Übergangslichtbogen zusammen. Vom reinen Impulslichtbogen
kommend, gleicht die Kennlinie die Frequenz an die
des Sprühlichtbogens an. Die kennzeichnenden PCS-Parameter
sind Grundwerkstoff, Schweißzusatzwerkstoff sowie Drahtdurchmesser
und Gaszusammensetzung. Definiert ist die PCS z.B. zum
Schweißen von ferritischen Stählen einer Gaszusammensetzung
aus 8% CO2 + 92% Ar, einen Schweißdraht G3Si1 (oder international
ER70) mit Durchmessern von 1,0 bzw. 1,2 mm. Der
Drahtdurchmesser bestimmt die Drahtgeschwindigkeit in Relation
zur Werkstückdicke. Anders ausgedrückt: Die Drahtgeschwindigkeit
entspricht der Leistung und die wiederum ist abhängig
von der Werkstückdicke und der Schweißgeschwindigkeit.
Flexibilität unter wechselnden Bedingungen
Was ist zu tun, wenn die Randbedingungen von den für die PCS
definierten Parametern abweichen? Bei Einsätzen im Ausland
ist zu beachten, dass deutlich niedrigere CO 2 -Werte üblich sein
können. Weicht der CO 2 -Gehalt von den vorgegebenen 8% ab,
ergibt sich aber eine andere Lichtbogenlänge. Dementsprechend
ist jeweils eine passende PCS-Kennlinie definiert.
Prinzipiell lässt sich die PCS über die Spannung korrigieren, um
eine definierte Lichtbogenlänge zu erzielen. Für die Lichtbogenkorrektur
steht beim vorgegebenen „Idealwert“ von 30 V Arbeitsspannung
ein großes Fenster im Plus- und Minusbereich
zur Verfügung. Dabei ist zu beachten, dass sich mit dem Verändern
der Spannung auch die elektrische Leistung und damit
die Wärmeeinbringung ändert. Entsprechendes gilt bei gleicher
bzw. konstanter Abschmelzleistung auch für die WEZ (Wärmeeinflusszone).
Dazu ein Beispiel: Höhere CO 2 -Anteile ergeben einen breiteren,
weniger fokussierten Lichtbogen. Er erzeugt einen breiteren
Einbrand mit geringerer Einbrandtiefe, da die Stromdichte
und damit der Lichtbogendruck im Lichtbogen abnehmen. Ein
geringerer Lichtbogendruck korrespondiert mit einer höheren
elektrischen Spannung aber niedrigeren Leistung bezogen auf
die vergrößerte Wärmeeinflusszone. Dem kann man mit der
o. g. Korrektur der Spannung oder einer niedrigeren Schweiß-
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geschwindigkeit entsprechen. Andere Abweichungen von den
definierten Parametern der PCS, zum Beispiel hinsichtlich des
Drahtdurchmessers, haben vergleichbare Auswirkungen und erfordern
ähnliche Korrekturen. Bei einem Drahtdurchmesser von
zum Beispiel 1,0 statt 1,2 mm bedeutet dies jedoch andere Parametersätze
und damit sinnvollerweise eine zweite Kennlinie.
Zusammenfassung: PCS in der Praxis
Das Besondere an der neuen Kennlinie sind die hohe Variabilität
hinsichtlich Materialdicke und die realisierbare höhere Abschmelzleistung.
Bei Bedarf kann der Impulsprozess „weich“
starten und übergangslos in den „aggressiven“ Sprühlichtbogen
übergehen. Alternativ ist mit derselben Kennlinie für eine nachfolgende
Naht auch das Schweißen im reinen Impulslichtbogenbereich
möglich. Weitere Vorteile ergeben sich aus dem deutlich
fokussierten Lichtbogen und dem tieferen Einbrand. Sie lassen
höhere Drahtvorschubgeschwindigkeiten zu, die dann auch höhere
Abschmelzleistungen und signifikant höhere Schweißgeschwindigkeiten
bei einem gleich großen a-Maß ergeben. Das
Schweißen unter PCS ist im Bereich von 1,5 bis 22 m/min Drahtvorschub
außerdem äußerst spritzerarm. Im Impulsbereich ist der
Lichtbogen variabel einstellbar.
Auf den Punkt geschweißt: Mit der neuen PCS-Kennlinie hat Fronius
einen Standard-Prozess entwickelt, der für sichere, reproduzierbare,
wirtschaftliche und qualitativ sehr gute Schweißergebnisse
mit möglichst wenig Nacharbeit sorgt. Die hohe Variabilität
ermöglicht ein deutlich breiteres Einsatzspektrum hinsichtlich
Materialdicke, als vergleichbare konventionelle Kennlinien.
Autoren: Gerd Trommer Dipl.Ing., Hans P. Fritsche Dipl.-Ing.