DVS Berichte 306 Leseprobe

Qualitäts- und Produktivitätssteigerung durch den Einsatz moderner WIG-Prozesse mitreversibler mechanischer ZusatzwerkstoffförderungB. Ivanov, O. Brandstädter und V. Thiessen, MündersbachDas manuelle WIG-Schweißen ist immer noch sehr verbreitet in vielen Bereichen der Produktion. Gründe dafürsind die Flexibilität des Schweißprozesses und die damit erreichbare Qualität der Schweißverbindung. Die Produktivitätbeim WIG-Schweißen steht in direktem Zusammenhang mit der Handfertigkeit des Schweißers. Eine MöglichkeitSchweißgeschwindigkeit und Output zu erhöhen, ist die mechanische Zugabe des Zusatzwerkstoffes. Dabeikönnte man zwischen einer Kaltdraht- oder Heißdraht-Variante wählen. Eine kontinuierliche Förderung desZusatzwerkstoffes erfordert vom Schweißer ein sehr hohes Maß an Konzentration und Genauigkeit der Brennerführung.Kurze Schweißnähte lassen sich so sicher und mit hoher Qualität herstellen. Sobald aber längere Nähtegeschweißt werden müssen, oder in einer Zwangsposition geschweißt werden muss, wird die Handhabung für denSchweißer deutlich verschlechtert. Damit in so einem Fall die geforderte Qualität garantiert werden kann, mussleider die Schweißgeschwindigkeit und somit entsprechend die Produktivität gesenkt werden.Eine Möglichkeit hier den Schweißer zu entlasten und gleichzeitig Qualität und Produktivität zu erhöhen, stellt diereversible Förderung des Zusatzwerkstoffes dar. Durch eine niedrig- oder hochfrequente Oszillation des Drahtes inRichtung zu und entgegen des Lichtbogens wird die natürliche Zusatzwerkstoffzugabe des manuellen Schweißensumgesetzt. Das verbessert deutlich die Handhabung für den Schweißer, erhöht die maximal mögliche Schweißgeschwindigkeitund verbessert das Aussehen der Schweißnaht.1 Grundlagen des WIG-Kaltdraht- und HeißdrahtschweißensDas WIG-Schweißverfahren – die volle Bezeichnungfür dieses Verfahren lautet nach DIN 1910 – Teil 4Wolfram- Inertgasschweißen – stammt aus den USAund wurde dort 1936 unter dem Namen Argonarc-Schweißen bekannt. Erst nach dem 2. Weltkrieg wurdees in Deutschland eingeführt. (EWM, 2014)WIG-Schweißen wird nach DIN ISO 857-1 derSchweißprozess als teilmechanisch bezeichnet oderauch WIG-t.Ein besonderer Vorteil des WIG-Schweißens ist, dasshier gegenüber anderen Verfahren, die mit abschmelzenderElektrode arbeiten, die Zugabe von Schweißzusatzund die Stromstärke entkoppelt sind. DerSchweißer kann deshalb seinen Strom optimal auf dieSchweißaufgabe abstimmen und nur so viel Schweißzusatzzugeben, wie gerade erforderlich ist. Diesmacht das Verfahren besonders geeignet zumSchweißen von Wurzellagen und zum Schweißen inZwangslagen. Die genannten Vorteile haben dazugeführt, dass das WIG-Verfahren heute in vielen Bereichender Industrie und des Handwerks mit Erfolgeingesetzt wird. (EWM, 2014)Mit dem Ziel die Abschmelzleistung und dadurchSchweißgeschwindigkeit und Produktivität zu erhöhen,wurde das WIG-Schweißen mit mechanisch zugeführtemSchweißzusatzwerkstoff entwickelt. DasPrinzip ist in Bild 1 dargestellt.Aus Gründen der Arbeitssicherheit erfolgt der Aufbauder Drahtvorschubeinheit vollkommen isoliert vomSchweißkreis. Sie wird direkt nach der Drahtspuleangeordnet, die Förderlänge zum Lichtbogen wird sokurz wie möglich gehalten. Am Ende der Drahtführungund in direkter Nähe des Lichtbogens befindet sich dieDrahtaustrittsdüse, die den Eintauchwinkel des Drahtesbestimmt. Aufgrund dieser Art der Zuführung beimBild 1. Schematische Darstellung WIG Schweißen mit mechanischerZusatzzuführungWird der Schweißzusatz ohne zusätzliche Erwärmungzugeführt, spricht man vom sogenannten WIG – Kaltdrahtschweißen.Die Abschmelzleistung bei dieserVariante des WIG Schweißens ist direkt von derLichtbogenleistung und der daraus resultierendenWärmebilanz des Lichtbogens abhängig. Dies führt zueiner Begrenzung der maximal erreichbaren Abschmelzleistungund somit zu einer Begrenzung derProduktivität.Eine Weiterentwicklung des WIG-Kaltdrahtschweißensist das WIG-Heißdrahtschweißen (Matthes &DVS 306 1