5 Durchlaufende / Abgeschlossene Forschungsprojekte 2010 ... - DVS

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Schutzgase mit praxisrelevanten Stickstoffanteilen führen zu keiner signifikanten Beeinflussung des WIG-Lichtbogens und des
Energieeintrags ins Werkstück. Kosten-Nutzen-Betrachtungen verdeutlichen, dass die Gaskosten beim Schweißen nur einen
sehr geringen Anteil an den Gesamtkosten der Schweißfertigung bedingen. Trotz der höheren Gaskosten ergeben sich daher
oft Vorteile besonders bei hoher Schweißzeit und Auslastung von Geräten und Bedienern.
Als logische Schlussfolgerung aus den Simulationsuntersuchungen zum Einfluss von Helium und Wasserstoff wurde ein Prozessgas
„konstruiert“ und getestet, das 70% Helium, 10% Wasserstoff und 20% Argon enthält. Es ermöglicht vor allem bei hohen
Stromstärken eine weitere erhebliche Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit. Durch diese Entwicklung wird das Potenzial der
numerischen Simulation zum zielgerichteten Design von Prozessgasen deutlich. Die im Rahmen des Beitrags vorgestellten
Erkenntnisse sowie die entwickelten numerischen Modellansätze lassen sich nun in der Zukunft auch auf andere Verfahren
anwenden, insbesondere das Metall-Schutzgasschweißen.
Bild 1 - Maximale Vorschubgeschwindigkeit mit unterschiedlichen Schutzgasen am Beispiel des Stahls S355 (links)
und Geschwindigkeits- und Temperaturprofil bei Verwendung eines ArHe-Gemisches mit 70% Helium (rechts)
Andreas Ehrich, Sosta GmbH & Co KG: „Ausgehend von den Ergebnissen des Forschungsvorhabens lassen sich für unser
Unternehmen vorteilhafte Ergebnisse ableiten. Im Besonderen durch die Erhöhung des Wasserstoffanteils auf mehr als 10%
lässt sich die Schweißgeschwindigkeit beim mechanisierten WIG-Scheißen hochlegierter Stähle mehr als verdoppeln. Damit
ist es uns möglich, die Effizienz bei der Fertigung längsnahtgeschweißter Rohre zu erhöhen, ohne wesentliche Nachteile an
anderer Stelle in Kauf nehmen zu müssen.”
Michael Wolters, MESSER GROUP GmbH, Technologiemanagement Schweißen & Schneiden: „Die Ergebnisse des Projektes
haben sehr dazu beigetragen, weitere Informationen zu bekommen und Klarheit bezüglich der Wirkung verschiedener
Schutzgaskomponenten im Schweißprozess zu bringen. Bisher bekannte Effekte und Wirkungen sind nun besser verständlich
und lassen sich gezielter einsetzen. Auch Wechselwirkungen durch die Verwendung mehrerer Komponenten lassen sich nun
besser erklären. Die gewonnenen Erkenntnisse werden wir in unsere zukünftige Arbeit gut integrieren können.”