Schweissfachmann, Verfahren, Wolframschutzgasschweissen
Kontrollfragen zum Skript.
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Cartes-fiches
Anwendungsgebiete?
Das WIG-Verfahren kann wirtschaftlich in einem weiten Anwendungsgebiet eingesetzt werden und ist für alle schweissgeeigneten Metalle anwendbar.
Der grösste Anwendungsbereich liegt beim Schweissen in einem Dickenbereich von 0,3 - 4 mm.
Vor und Nachteile?
Vorteile des Verfahrens
Die meisten Werkstoffe können WIG geschweisst werden.
Stabiler Lichtbogen.
Die Wärmeeinbringung kann fein dosiert werden, dadurch ist eine gute Beherrschung des Schweissbades möglich.
Glatte und ebene Naht.
Keine Spritzer.
Keine Schlackenbildung.
Es ist nur eine geringe oder gar keine Verputzarbeit notwendig.
Hohe Qualität des Schweissgutes.
Der Schweissvorgang geht praktisch ohne Abbrand von Legierungselementen vor sich.
Es ist nicht immer ein Zusatzwerkstoff erforderlich.
Das Verfahren kann mechanisiert oder automatisiert werden.
Nachteile des Verfahrens
Um fehlerfreie Schweissnähte zu erhalten, muss mit grosser Sauberkeit gearbeitet werden.
Im Vergleich zum abgeschmolzenen Schweissgut wird relativ viel Wärme in das Werkstück eingebracht.
Die Abschmelzleistung ist relativ gering.
Wird die falsche Schweisstechnik angewandt, indem man den Zusatzwerkstoff der Luft aussetzt, kann die Schweissnaht verunreinigt werden.
Aufgabe des Schutzkondensators?
Der Schutzkondensator schirmt bis zu einem gewissen Grad elektronische Geräte gegen Störungen durch die Hochfrequenz ab.
Wie funktioniert das Steuergerät und die Programmierung?
Schalt- und Steuereinrichtungen sind in einem besonderen Gehäuse oder in der Schweissstromquelle untergebracht.
Über das Steuergerät werden Strom, Schutzgas, Wasser, Hochfrequenz usw. zum gegebenen Zeitpunkt in der gegebenen Grösse zu-oder abgeschaltet.
Schaltet der Schweisser bei betriebsbereitem Gerät den Schweissbrenner ein, so gibt das Steuergerät, sofern kein Wassermangel herrscht, den Schweissstrom mit der zugeschalteten Hochfrequenz, das Schutzgas und das Kühlwasser frei.
Das ferngesteuerte Absenken des Schweissstromes erfolgt gegen Ende der Naht über das Steuergerät. Über einen Verzögerungsschalter oder einen Nachströmbehälter wird im Steuergerät auch das Weiterfliessen des Schutzgases während ca. 10 Sekunden nach Abschalten des Lichtbogens gesteuert. Dieses kurze Nachströmen erlaubt ein Abkühlen der Elektrode und des Schweissbades unter Gasschutz.
Die Zündüberwachung verhindert ein längeres Ausströmen von Gas bei unterbliebener Zündung des Lichtbogens.
Aufgabe der Schutzdrossel?
Die Schutzdrossel schützt die Stromquelle vor den schädlichen Einflüssen der Hochfrequenz.
Aufgabe des Siebkondensators bei AC?
Mit einem Siebkondensator im Schweissstromkreis kann der Gleichstromanteil herausgefiltert werden, da Kondensatoren Gleichstromsperre sind. Der Siebkondensator dient der Symmetrisierung des Schweissstromes beim Wechselstromschweissen.
Aufgabe des Zündgerätes?
Das Hochfrequenz Zündgerät ist eine Einrichtung die das berührungsfreie Zünden des Lichtbogens erleichtert und bei Wechselstrom den Fortbestand des Lichtbogens sicherstellt.
Die Zündhilfen (HF oder Impulsgenerator) ermöglichen das berührungsfreie Zünden des Lichtbogens durch Bilden einer Funkenstrecke und erleichtern das Wiederzünden des Lichtbogens beim Wechselstromschweissen nach dem Nulldurchgang.
Gasdüsenauswahl und Einsatz einer Gaslinse?
Die Gasdüsen führen das Schutzgas so, dass die glühende Wolfram Elektrode, der Lichtbogen und das Schweissbad gut abgedeckt werden. Die verschiedenen Durchmesser müssen der Schweissarbeit, insbesondere der erforderlichen Schutzgasmenge und dem Durchmesser der Wolframelektrode angepasst sein.
Der Gasschutz kann durch das Anbringen einer Gaslinse im Brenner verbessert werden. Die Gaslinse besteht aus einer Reihe von feinmaschigen Netzen und Filtern. Damit erreichen wir ein unverwirbeltes (laminares) Ausströmen des Schutzgases. Das Benutzen der Gaslinse bietet folgenden Vorteil:
• Der Gasverbrauch kann bei zugleich besserem Schutz der Schweissstelle reduziert werden.
• Die Elektrode kann 15 - 20 mm mehr herausstehen, dies ermöglicht dem Schweisser einen besseren Blick auf die Schweisszone, was besonders wichtig ist beim Schweissen in engen Spalten.
Gleichrichtereffekt beim AC Schweissen?
Beim Schweissen der Leichtmetalle mit Wechselstrom zeigt sich jedoch noch eine Besonderheit, der so genannte Gleichrichtereffekt.
Um den auszuschalten hat man für das Wechselstromschweissen eine Balance Steuerung entwickelt. Mit ihr lässt sich eine weitgehend modifizierbare, rechteckige Wellenform erreichen. Die Schweissbedingungen können dem Werkstück optimal angepasst werden.
Rechteckwellenfunktion. Einfluss der Polarität der Elektrode:
WIG Heissdrahtschweissen
Beim WIG-Auftragsschweissen mit Heissdrahtzusatz wird, wie Bild 1 verdeutlicht, der Schweisszusatzwerkstoff in Drahtform (2 Drahtelektroden) von hinten in den WIG-Lichtbogen eingeführt. Die beiden Drahtelektroden, in der Regel 1,6 mm dick, werden an einer separaten Stromquelle durch Widerstandserhitzung bis auf Rotglut vorgewärmt und schmelzen im WIG-Lichtbogen endgültig auf. Dabei kann der Brenner eine Pendelbewegung ausführen, wodurch Raupenbreiten von meist 30 bis 60 mm entstehen.
Da sich der Strom für den WIG-Lichtbogen, getrennt vom Strom für die Erwärmung der Drahtelektroden einstellen lässt, ist die Abschmelzleistung und die Aufmischung beeinflussbar
Zweck der Schutzgase?
Der Einsatz von Schutzgasen beim WIG-Schweissen dient zum Schutz der heissen und geschmolzenen Zonen des Werkstückes und des Zusatzwerkstoffes sowie der Elektrode gegen die schädlichen Einflüsse der umgebenden Luft. Zusätzlich wirkt das Schutzgas auf die Lichtbogencharakteristik und dem Aussehen der Schweissnaht ein.
Warum Argon am häufigsten?
Preiswert. Argon ist billiger als Helium.
Ein guter Schutzeffekt infolge seiner hohen Dichte.
Argon ist 1,4-mal schwerer als Luft, das bedeutet, dass es die Schweisszone wie eine Decke abdeckt, besser als Helium, welches viel leichter als Luft ist.
Die Dichte von Helium ist nur 1/7 der Dichte von Luft. Um denselben Schutzeffekt wie bei Argon zu erhalten, muss die Schutzgasmenge bei Helium mindestens zweimal grösser sein als bei Argon.
Wegen seiner Dichte ist Argon beim Zwangslagenschweissen besser anwendbar und reagiert weniger auf Luftzug als Helium.
Ein stabiler Lichtbogen.
Mit Argon wird ein gleichmässiger und stabiler Lichtbogen erzielt, der beim Wechselstromschweissen wichtig ist.
Leicht zu zündender Lichtbogen.
Einen Lichtbogen in Argon zu entzünden, ist einfacher als in Helium.
Vorteil Helium?
Wegen seiner höheren Lichtbogenspannung bringt Helium bei gleicher Stromstärke mehr Energie in das Werkstück als Argon.
Helium wird daher beim Schweissen von dicken Werkstoffen und bei Metallen mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer genommen, hierdurch wird das Vorwärmen verringert.
Bei gleicher Stromstärke wird mit Helium ein tieferes Durchschweissen der Naht erzielt als mit Argon.
Die Schweissgeschwindigkeit wird von der Lichtbogenspannung beeinflusst. Die durch Helium höhere Lichtbogenspannung bewirkt eine höhere Schweissgeschwindigkeit, was beim mechanisierten Schweissen von Vorteil ist.
Vorteil AR HE Gemische
Mischungen aus Argon und Helium werden dann genommen, wenn eine Kombination der beiden Eigenschaften beim Schweissen gewünscht wird, z.B. eine hohe Lichtbogenstabilität und tiefes Durchschweissen.
Vorteil AR Wasserstoff Gemische?
Wasserstoff wird hauptsächlich dann genommen, wenn eine Zunahme der Schweissgeschwindigkeit gewünscht wird. Durch seinen reduzierenden Einfluss macht Wasserstoff die Naht auch sauber. Die Zumischung von Wasserstoff beträgt normalerweise 2-10 %.
Zum manuellen und maschinellen WIG-Schweissen von nichtrostenden austenitischen Stählen, können Argon- Wasserstoff-Gemische von Vorteil sein. Der Zusatz von Wasserstoff erlaubt eine höhere Schweissgeschwindigkeit, tieferes Durchschweissen und einen geringeren Verbrauch von Zusatzwerkstoffen, da die Naht schmaler ist. Zusätzlich hat Wasserstoff eine reinigende Wirkung auf die Naht und verringert die Oxidation.
Ausser bei rein austenitischen Stählen sollte Wasserstoff nie bei anderen hochlegierten Stählen eingesetzt werden.
Von welchen Faktoren ist die Schutzgasmenge abhängig?
der Werkstoff
das gewählte Schutzgas
der Schweissstrom
die Grösse der Schutzgasdüsen
der Brennerwinkel
der Lufteinzug
die Schweissposition
die Nahtform
Welche Werkstoffe können WIG geschweisst werden?
Das WIG-Verfahren kann wirtschaftlich in einem weiten Anwendungsgebiet eingesetzt werden und ist für alle schweissgeeigneten Metalle anwendbar.
Der grösste Anwendungsbereich liegt beim Schweissen in einem Dickenbereich von 0,3 - 4 mm für folgende Werkstoffe:
Leichtmetalle und ihre Legierungen
Kupfer und Kupferlegierungen
Nickel und Nickellegierungen
sowie un- niedrig und hoch - legierte Stähle
Nenne Minimum 5 Vorteile dieses Verfahrens.
Die (schweissgeeigneten Metalle) meisten Werkstoffe können WIG geschweisst werden.
Stabiler Lichtbogen.
Die Wärmeeinbringung kann fein dosiert werden, dadurch ist eine gute Beherrschung des Schweissbades möglich.
Glatte und ebene Naht.
Keine Spritzer.
Keine Schlackenbildung.
Es ist nur eine geringe oder gar keine Verputzarbeit notwendig.
Hohe Qualität des Schweissgutes.
Der Schweissvorgang geht praktisch ohne Abbrand von Legierungselementen vor sich.
Es ist nicht immer ein Zusatzwerkstoff erforderlich.
Das Verfahren kann mechanisiert oder automatisiert werden.
Welche Stromquellen können für das WIG-Schweissen verwendet werden?
Gleichstromquellen
MAG - Anlage
Wie sollte die statische Kennlinie des Gerätes sein?
Steil fallend Kennlinie.
Welche Aufgaben haben Siebkondenser / Schutzdrossel?
Elektronik vor HF - Spannungen schützen.
Erkläre das Impulsschweissen.
Die Stromstärke wechselt hierbei in gleichbleibenden Abständen zwischen einem unteren (Grundstrom) und einem oberen Wert (Impulsstrom), siehe Bild 1.
Im Allgemeinen können Impulsfrequenzen zwischen 0,5 - 10Hz eingestellt werden. Der in der Praxis am meisten verwendete Frequenzbereich liegt zwischen 2 Hz und 6 Hz. Das Zeitverhältnis Grundstrom zu Impulsstrom wird so miteinander abgestimmt, dass unter Einwirkung des Impulsstroms der Grund- und Zusatzwerkstoff schmilzt und während der Grundstrom ansteht, wieder teilweise erstarrt. Auf diese Weise entsteht eine geschuppte Schweissnaht, die aus zahlreichen, sich überlappenden Einzelpunkten besteht.
Mit welcher Stromart wird Aluminium geschweisst?
AC --> Wechselstrom (Alternated Curent)
Welche Schutzgase können beim WIG-Schweissen verwendet werden?
Es wird ein inertes Gas als Schutzgas beim WIG-Schweissen eingesetzt. lnertgas geht keine Verbindungen mit anderen Werkstoffen ein und gibt daher einen sicheren Schutz.
Die gebräuchlichsten Schutzgase beim WIG-Schweissen sind Argon und Helium und Mischungen aus beiden. Reines Argon ist das gebräuchlichste. Andere Gase welche den Schutzgasmischungen beim WIG-Schweissen beigefügt werden können, sind Wasserstoff und Stickstoff.
Warum muss beim Schweissen von CrNi Stahlrohren Formiergas verwendet werden?
Nahtwurzel bzw. das Rohrinnere vor Luftzutritt geschützt werden. Die Luft wird durch geeignete Massnahmen verdrängt bzw. durch Schutzgase wie Argon, Argon-Wasserstoff- oder Stickstoff-Wasserstoff-Mischgase (Formiergas) ersetzt
Infolge der schädigenden Wirkung von Stickstoff und Wasserstoff auf die meisten Nichteisenmetalle werden Formiergase nur beim Schweissen von Stählen verwendet, in allen andern Fällen kommt als Wurzelschutz meist Argon zur Anwendung
Nenne 5 Gefahren beim WIG-Schweissen, die den Schweisser betreffen können.
Elektrischer Strom
Lichtbogenstrahlung
Verbrennungen
Schadstoffe
Brände und Explosionen
Lärm
Mechanische Gefahren