Uwes Schweißen

 Vorteilhaft bei Blechdicken größer 12mm, darunter lohnt es sich nicht 

Vorteil: Nahtquerschnitt bis zu 2000mm² möglich, hohen Wirkungsgrad, hohe Abschmelzleistung, man braucht relativ wenig Schweißpulver

Nachteil: Verfahren nur in steigender Position möglich, Vorbereitung ist relativ aufwendig durch das Fügen der Formschuhe

Kinetische Energie der Elektronen wird in Wärme umgewandelt beim Aufprall auf der Oberfläche. Elektronen kann man durch Glühemissionen gewinnen.

Man hat beheizte Elektrode, die auf notwendige Temperatur erwärmt wird

 austretende Elektronen werden im elektrischen Feld beschleunigt (Feld bis 120kV, bis 0,9 der Lichtgeschwindigkeit)

über das Magnetfeld hat man die Möglichkeit zu fokuzieren (Brennfleckdurchmesser unter 1 mm³)

Durch Ablenkspulen kann man den Strahl lenken

Anwendung beim schweißen von hochreaktiven Werkstoffen, schweißen von Präzisonsbauteilen

Vorteile: sehr hohe Leistungsdichte, damit Herstellung von sehr schmalen und tiefen Nähten, geringe thermische Beeinflussung der Bauteile, dadurch sehr geringe Verformungen, sehr gute Steuermöglichkeit des Strahls, man kann mit einem Strahl an mehreren Stellen gleichzeitig schweißen, hohe Präzision, schweißen von reaktiven Werktoffen (Ti,Wo)

Nachteil: schweißen im Vakuum, aufwendig in der Investition und im Betrieb, kostet Aufwand und Zeit,  hohe Investitionskosten, beim schweißen entsteht Röntgenstrahlung, fürs manuelle schweißen ist es nicht geeignet

Elektronenstrahlschweißen:

 Erstmal mit einer Pressverbindung drauf, müssen jedoch nicht so enge Toleranzen da es kein Reibschluss sondern Stoffschluss ist

Man kann mit der Spule sehr schnell umlenken, um an drei Stellen gleichzeitig zu schweißen

damit es keinen verzug gitb nimmt man 3 Stellen, 120 Grad versetzt sonst eine Seite warm, andere kalt->Verzug

Elektrodenstrahl zum schweißen und als Sensor benutzt (schwinkt kurz aus der Naht raus. Untersucht durch zurückgestoßene Elektronen wo die Naht ist, die geschweißt werden muss, Naht muss nicht immer gerade sein)

muss aber schnell sein, damit das Keyhole flüssig bleibt

Laser ist Lichtverstärkung durch stimmulierte Emission

Monochromatische Strahlung (eine wellenlänge),

kohärente strahlung (wellenlänge alle auf gelichen Niveau, gleiche Amplituden)

Laserquelle: Anregungsenergie ins laseraktive Medium,

Entstehung eines Lichtquanten,

wird reflektiert und durch einen teildurchlässigen Spiegel tritt Laserlicht aus

 Elektron durch anregung auf höheres Niveau, wollen auf ihr Grundniveau zurück, müssen dafür Energie abgeben: durch Wärme, Photonen

beim Laser hat jedes Elektronen das gleiche Laserniveau, demzufolge haben sie alle die gleiche Wellenlänge

YAG-Laser über Lichtleiterfaser 

CO2 Laser über Spiegel, Spiegel aus Cu, hohe Reflexion, geringe Absorbtion für alle Wellenlänge

Wärmeleitungsschweißten: Man koppelt Wärme direkt an der Oberfläche ein, durch Leitung schmilzt Werkstoff auf. Gut für dünne Bleche

Tiefschweißen: Es entsteht eine sehr tiefe Naht, Metalldampf wird durch die Kinematik des Strahls weggeblasen. Für dicke Bleche

Wurde mir Schwefel legeirt, auf grund der besseren Zerspanbarkeit,

bildet Intermetsllische Phase Eisensulfid. Hat geringere Schmelztemperatur als Stahl.

Durch unterschiedliche Schmelztemperaturen entstehen Zugspannungen beim abkühlen.Ist extrem spröde

Mit laser: Schmelzbad ist relativ klein, man hat eine geringere Bildung von Eisensulfid. Gegen Zugspannungen helfen Druckspannungen. Demzufilge geht man mit 2 weiteren Lasern rechts und links der Naht gleichzeitig mit dem schweißenden Laser mit. Das Bauteil wird dabei auf  unter 1200 Grad erwärmt, schmilzt damit nicht auf und demzufolge kein Eisensulfid, aber es entstehen Druckspannungen welche sich mit den Zugspannungen asugleichen

Lichtbogen = Plasma (ca. 7000K)

- Anstieg der Lichtbogenkennlinie abhängig von

            • Elektrodendurchmesser

            • Elektrodenzusammensetzung

             • Umhüllung

             • Polung

- Katode durch Elektronenaustritt gekühlt

- Stromquelle

           • Leerlaufspannung → maximal mögliche Spannung

            • Kurzschlussstrom → maximal möglicher Strom

             • Arbeitsstrom → Schnittpunkt mit Lichtbogenkennlinie

- Innere Regelung ΔI

         • Selbstständige Regelung der Lichtbogenlänge

         • Bei automatischen Schweißen dünner Bleche mit dünnen Drähten

          • Flache Kennlinie → großes ΔI

- Langer Lichtbogen → höhere Spannung → mehr Vorschub

- Äußere Regelung → große Drahtdurchmesser

- Manuelles Schweißen → steile Kennlinie (bei Schwankungen kleines ΔI)

- Magnetische Blaswirkung → Lichtbogen wird ausgelenkt

- Lösung

               • Neigen der Elektrode

                • Stromzuführung von 2 Seiten

 Baustellen,                      

Für preiswerte gebiete                        

Wo selten geschweißt wird

Vorteil:  Anwendbar in allen Positionen, Einfacher Gerätetransport,  Zusatzwerkstoffe überall erhältlich, geringe Anschaffungskosten 

Nachteil: manuelles Verfahren, Fertigkeit des Schweißers bestimmt Qualität, Unfallgefahr durch Strom und Strahlung                für nicht Fe Metalle wenig geeignet

- Baut Schutzmantel vor Sauerstoff auf

- Enthält ionisierbare Bestandteile

- Legiert das Schweißgut

- Eingeben von Grundwerkstoff

- Bildet Schlacke

       • Schützt Bereiche ohne Schutzgas

       • Formt Oberfläche durch Spannungsbeeinflussung

       • Reguliert Abkühlgeschwindigkeit

Saurer Typ A

- Dünnflüssiges Schweißgut

- Sehr hohe Abschmelzleistung

- Feinschuppige Oberfläche

- Neigung zur Rissbildung

Basischer Typ B

- Sehr gute mechanische Eigenschaften des Schmelzgutes

- Risssicher

- Grobschuppige Oberfläche

Rutil Typ R

- Sehr gute Zündeigenschaften

- Feinschuppige Oberfläche

Zelluloser Typ C

- Sehr gute Spaltüberbrückbarkeit

- Starke Rauchentwicklung

- Nur für Fallnahtschweißen

Nur Ohmscher Bereich wird verwendet

Steilabfallende Kennlinien verwenden da hier ein geringes delta I (wenn man das in die Lichtbogenkennlinie mit einzeichnet

Kopfüber: elastostatische Kräfte, Sogkräfte durch Plasmaströmung

mit Wechselstrom

Ziel ist es, nur positive Spannungen zu erzeugen

Inverterscheißstromquellen: universell einsetzbar und sehr klein,

Gewichtskompensation, hoher Leistungsgrad

ist immer eine richtige Antwort wenn danach gefragt wird

Kurzes berühren,entsteht Kurzschluss,

Metall verdampft, Gaswird ionisiert und Plasma entsteht

Schweißnaht vor der Atmosphäre schützen

Meist Schutzgas in der Stabelektrode mit enthalten

Wir haben metallischen und keramischen Werkstoff. Die haben unterschiedliche Wärmeleitkoeffizienten, sie dehnten sich damit  anders, es entstehen Spannungen, platzt ab.

Wanddicken ab 1,5mm,für Ni,C,Al, NiCr,NiC

15-100V, hohe Stromstärken bis 400A, muss Kurzschlusssicher sein, steil abfallende Kennlinien sind zu verwenden (damit die Abstandsänderungen des Schweißers keine Rolle spielen

Pluspolung bei basischen Elektroden: tieferer Einbrandt

rutile Elektroden sollten negativ verschalten werden

Lichtbogen zwischen endloser Elektrode und Werkstoff. 

Pulver wird automatisiert zugeführt, meißt über Schwerkraft und schützt die Schweißnaht durch Bildung einer Schlacke vor Sauerstoff.

Gute Durchmischung der Schweißnaht durch Mahagonie-Effekt

Es wird mit hoher Stromdichte gearbeitet, dadurch hohe Abschmelzleistungen. Zahlt zum Hochleistungsscheißen

metallogische Beeinflussung des Schweißgutes

stabilisieren des Lichtbogens durch leicht ionisierbare Elemente

Formung der Schweißraupe durch Oberflächenspannungen

Verringerung der Abkühlgesschwindigkeit durch Schlackebildung

Schutz vor Atmosphäre

Ausgleich von Abbrandverlusten

Vorteil:kompletter Schutz vor Atmosphäre

Intensive Schlackereaktionen, viele möglichkeiten zur Beeinflussungen der Naht

Gute Durchmischung, homogenes Gefüge, keine Ausbildung von Dentride, eher feines Gefüge

Geringe stromdurchflossene Länge, man kann viel Wärme erzeugen, hohe Abschmelzleistungen,

Parameter gut einstellbar

sehr gute Schweißnaht, hohe Festigkeit, wenig Fehler die dabei auftreten können

Nachteil:  nur mit der Schwerkraft arbeiten, hohe Anschaffungskosten

Verwendung FLACHEN Kennlinien. Damit reguliert sich die Länge des Drahtes automatisch. Ist der Abstand zwischen Elektrode und Werkstoff zu groß, wird weniger abgeschmolzen, ist er zu kurz, wird mehr abgeschmolzen

100 prozentige Einschaltdauer

- Sehr kurzer stromdurchflossener Bereich

- Drahtelektrode ohne Umhüllung

- Drahtvorschub (mehrere 100m)

- Schutzgas schützt Schweißnaht

- Gase → Ionisation, Schutz des Schweißbades, Wärmeleitung

- Höhere Energiedichte → höhere Temperatur (ca. 12000 K)

- Bis ca. 160 A reicht Kühlung durch Gase → sonst extra Kühlkreislauf