FT1_14

Der Elektroschlacke-Schweißprozeß kann in vier Prozessphasen eingeteilt werden, Folie 20. Zu Beginn des Schweißvorganges, in der sog. "Zündphase", wird für kurze Zeit ein Lichtbogen gezündet, der das nicht leitende Schweißpulver zu leitender Schlacke verflüssigt. Der Lichtbogen erlischt, weil der elektrische Widerstand der Lichtbogenstrecke größer wird als der der leitenden Schlacke. Wird die gewünschte Schlackenbadhöhe erreicht, werden die niedrigen Zündparameter (Strom und Spannung) in der sog. "Datensteigerungsphase" auf die Werte des stationären Schweißvorganges angehoben. Dies spielt sich im Anlaufstück ab. Danach beginnt der eigentliche Schweißvorgang, Prozessphase. Wird das Nahtende erreicht, wird im Auslaufstück die Abschaltphase eingeleitet. Das erstarrende Schlackenbad befindet sich im Auslaufstück, das anschließend abgetrennt wird 

Um eine teure und auf der Baustelle oft nicht durchführbare Wärmenachbehandlung zu vermeiden, wurde das Elektroschlacke-Schnellschweißen in Mehrlagentechnik entwickelt. Hierbei wird ähnlich wie beim EG-Schweißen der zu verschweißende Nahtquerschnitt verringert und durch den Einsatz einer Doppeldrahtelektrode in Tandemanordnung sowie Metallpulverzugabe die Schweißgeschwindigkeit gegenüber der konventionellen Technik erhöht. In den Wärmeeinflusszonen werden Zähigkeitswerte ermittelt, die denen des unbeeinflussten Grundwerkstoffes entsprechen. Das Schlacken- und Schmelzbad der ersten Lage wird durch einen Formgleitschuh gehalten, Folie 20. Als Nahtvorbereitung wird eine Doppel-V-Naht mit einem Luftspalt von ca. 15 mm gewählt, so dass der mitgeführte Formschuh das Schlacken- und Metallbad abdichten kann. Die Blechvorbereitung erfolgt wie beim herkömmlichen ES-Schweißen ausschließlich durch autogenen Brennschnitt, wodurch der Vorteil der einfachen Nahtvorbereitung erhalten bleibt. 

Für größere Blechdicken (70 bis 100 mm) wurde die 3-Lagen-Technik eingeführt. Beim Schweißen der ersten Lage werden bei einer Doppel-V-Nahtvorbereitung mit 20 bis 30 mm breitem Steg sowie ca. 15 mm breitem Spalt zwei der Schweißfuge angepasste Formgleitschuhe eingesetzt. Die erste Lage wird ähnlich wie bei der konventionellen Technik nur mit einer Drahtelektrode ohne Metallpulverzugabe erstellt.

Beim Schweißen der äußeren Lagen werden wiederum flache Cu-Backen verwendet, Folie 26. Gearbeitet wird mit drei Drahtelektroden, die in einer Dreieckformation angeordnet sind, so dass sich eine Elektrode in der Nähe der Wurzel befindet und an den Blechaußenseiten zwei Elektroden parallel nebeneinander ins Bad geführt werden. Die Einzel- und die Paralleldrahtelektroden werden mit unterschiedlichen Metallpulvermengen beschickt, so dass gegenüber der einlagigen konventionellen Technik die Schweißgeschwindigkeit um das 5-fache gesteigert und die Zähigkeit in allen Zonen der Schweißverbindung stark erhöht werden kann.

Werden größere Wandstärken als 100 mm verschweißt, müssen mehrere Doppeldrahtelektroden unter Zugabe von Metallpulver eingesetzt werden, so dass Abschmelzleistungen von ca. 200 kg/h erreicht werden können. Begrenzt wird die ESS-Schweißung durch die mögliche Entstehung von Rissen in der Mitte des Schweißguts. Gründe hierfür sind eine Anreicherung von Elementen wie Schwefel und Phosphor in der Nahtmitte, sowie eine zu schnelle Abkühlung der Schmelze in den Randbereichen der Schweißnaht. 

Vorteile: 

• hohe Wirtschaftlichkeit

• hohe Abschmelzleistung

• Baustellengeeignet

• metallurgisch reine, fehlerfreie Verbindungen

• einfache Nahtvorbereitung 

Nachteile:

• Versprödungen des Werkstoffes als Folge der großen Streckenenergie

• höherer apparativer Aufwand, eingeschränkte Schweißpositionen

-Schweißen senkrechter Stöße von dicken Blechen ab ca. 10 mm (EG) oder 40 mm (ES)

-Wärmeunempfindliche Stähle, die nicht zur Versprödung in der WEZ neigen 

-Schutz vor Atmosphäre
-Spannungsabfall im Schlackenbad stellt Wärmequelle des Prozesses dar

-EG: Lichtbogenverfahren, hohe Spannung = langer Lichtbogengegenseitige Beeinflussung von mehreren Lichtbögen

-ES: Widerstandsschmelzschweißverfahren, kein Lichtbogen 

- für senkrechte Stöße EG/MSG

- für das Überkopfschweißen von Geschossdecken LBH, MSG-Fülldraht 

WIG / UP

ES