LICHTBOGENSCHWEISSEN
MIT ENDLOSEM ELEKTRODENDRAHT UND SCHUTZGAS (G.M.A.W.) oder OHNE SCHUTZGAS (FLUX oder SELF SHIELDED WIRE)
Das Schweißen mit einer endlosen Drahtelektrode unter Schutzgas wird häufig mit den Abkürzungen M.I.G. (Metal Inert Gas) und M.A.G. (Metal Active Gas) oder allgemein mit dem Kürzel G.M.A.W. (Gas Metal Arc Welding) bezeichnet. Beim Endlosschweißen kommt die Prozeßwärme von einem Lichtbogen, der zwischen dem Werkstück und dem Elektrodendraht gezogen wird. Ein spezieller Brenner führt der Schweißzone ständig in Form des Elektrodendrahtes den Zusatzwerkstoff zu. Der Brenner führt auch das Gas oder Gasgemisch heran, mit dem die Drahtelektrode, das Schmelzbad, der Lichtbogen und die umliegenden Bereiche des Grundwerkstoffes vor atmosphärischen Verunreinigungen geschützt werden.
An der vorhandenen Gasflasche (Inertgas, Aktivgas oder Mischgas) und der Verwendung von Fülldrahtelektroden erkennt man das Schutzgasschweißen (MIG oder MAG).
Fehlt in der Schweißanlage die Gasflasche und werden Kerndrahtelektroden benutzt, so arbeitet man ohne Schutzgas (SELF SHIELDED WIRE, NO GAS oder FLUX). In diesem Fall wird die gasförmige Schutzhülle von Kern des Drahtes freigesetzt.
- Düse
- Kontaktröhrchen
- Draht-elektrode
- Schweissbogen
- Gasschutz
- Schmelzbad
Die Schweißanlage besteht im Wesentlichen aus folgenden Elementen:
- GENERATOR
- BRENNER
- MASSENKLEMME
- DRAHTVORSCHUBSYSTEM
- WASSERKÜHLAGGREGAT
- GASFLASCHE
GLEICHSTROMGENERATOR DC (direct current)
Gleichstromgeneratoren sind in der Praxis am weitesten verbreitet. Sie haben eine hohe Stabilität, denn ein mit konstanter Spannung gespeister Lichtbogen über einem mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zugeführten Draht stabilisiert sich automatisch.
Die Spannung und die Drahtvorschubgeschwindigkeit können wegen des flexiblen Verfahrens mit einer gewissen Toleranz eingestellt werden. Mit diesem Typ erhält man den Werkstoffübergang in Tropfenform sowohl im Kurzlichtbogen (Short arc) als auch im Sprühlichtbogen (spray arc).
IMPULSSTROMGENERATOREN
In diesem Fall ist nicht mehr die Spannung, sondern der Strom die geregelte Größe, die nicht konstant gehalten, sondern mit einem Impulszug moduliert wird (daher der Name "pulsiert"). Die Impulse schmelzen kurzzeitig und intensiv Tropfen des Zusatzwerkstoffes ab. Weil der Lichtbogen sich dann nicht mehr automatisch stabilisiert, müssen die Impulse und die Drahtvorschubgeschwindigkeit für ein zufriedenstellendes Schweißergebnis aufeinander abgestimmt sein.
In beiden Fällen sind mindestens zwei Regler vorhanden. Neuere Branchenentwicklungen zeigen einen Trend hin zu synergischen Schweißmaschinen mit Einknopf-Steuerungen.
Im Generator sind herstellerseitig die optimalen Schweißparameter gespeichert, die vom Schweißer bedarfsweise abgerufen oder korrigiert werden können.
Nach der unterschiedlichen Polung des Werkstückes lassen sich zwei Betriebsarten unterscheiden:
- Gleichstrom mit negativer Polung
Bei der negativen Polung wird der Brenner an den Minuspol, das Werkstück an den Pluspol der Schweißquelle angeschlossen. Diese Polung findet nur beim Schweißen mit Kerndrahtelektroden (FLUX) Anwendung. - Gleichstrom mit umgekehrter Polung
Bei dieser Schweißtechnik wird der Brenner an den Pluspol der Schweißquelle angeschlossen, das Werkstück erhält Minuspolung. Diese Art des Anschlusses ist am häufigsten anzutreffen.
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2. BRENNER
Der außenisolierte Brenner führt das Zusatzmetall und auch die Drahtelektrode, das Gas und den Strom zur Schweißzone.
Auf dem Brennergriff sitzt ein Schalter zur Steuerung des Zündvorganges, der Gasaustrittsmenge und des Drahtvorschubes. Das Schlauchpaket vereint eine Stromleitung, eine Kühlwasserleitung und die Drahtführungsseele. Im Handel sind verschiedene Typen von Brenner oder Schweißpistolen erhältlich.
Wassergekühlte Brenner kommen zum Einsatz, wenn wegen hoher Schweißströme von mehr als 300 A oder bei Impulsstrom erhebliche Mengen an Wärmeenergie frei werden. Bei den eigengekühlten Brennern übernimmt das Schutzgas die Kühlfunktion. Sie sind weit verbreitet und werden benutzt, wenn die Arbeitsströme unter 300 A liegen.
Auch Schwanenhalsbrenner sind schutzgasgekühlt und werden für geringe Stromstärken benutzt (Werkstoffübergang im Kurzlichtbogen - short-arc).
3. MASSENKLEMME
Die Klemme verbindet über das Massekabel den Stromgenerator mit dem zu schweißenden Grundwerkstoff. Querschnitt und Länge des Kabels bemessen sich nach der Höchstintensität der Stromquelle.
4. DRAHTVORSCHUBSYSTEM
Das motorisierte Drahtvorschubsystem befördert den aufgespulten Elektrodendraht zum Brenner und somit zur Schweißzone. Die Drahtvorschubgeschwindigkeit wird am Motorregler eingestellt. Eine bestimmte Drahtvorschubgeschwindigkeit ist immer mit einer bestimmten Aufschmelzgeschwindigkeit verbunden und damit abgestimmt auf den Schweißstrom. Ein Unterscheidungsmerkmal für Drahtvorschubsysteme ist die Anzahl der Drahtförderrollen. Bei Vorrichtungen mit 4 Rollen ist der Draht laufruhiger als bei solchen mit 2 Rollen.
5. WASSERKÜHLAGGREGAT
Dieses Aggregat wird zur Kühlung der entsprechenden Brennerversion benutzt, wenn hohe Schweißströme zu starker Überhitzung führen. Eine Pumpe wälzt das Wasser ständig im Brenner um und verhindert dadurch eine Überhitzung.
6. GASFLASCHE MIT DRUCKREGLER
Die Flasche enthält Schutzgas wie Argon, Helium, Kohlenstoffdioxid und ihre Mischungen. Ausgestattet ist sie mit einem Manometer und angeschlossenem Druckminderer, der die Gasmenge in der Flasche anzeigt. Ein Magnetventil, von einem Knopf unter dem Brenner gesteuert, öffnet und schließt den Gasfluß am Beginn und Ende des Schweißvorganges.