Wenn elektrisches Lichtbogenschweißen zum Schweißen von Blechen oder Rohren bis zu einer Dicke von 8 mm in einem einzigen Durchgang gewählt wird, ist es von Vorteil, ein Verfahren einzusetzen, das vom WIG-Schweißen abgeleitet wird: Plasmaschweißen. Das Plasma-Lichtbogen-Schweißverfahren sichert hohe Produktivität und besseren Einbrand.
Bei einigen Anwendungen ist die ergänzende Anwendung von WIG-Scheißen und Plasmaschweißen notwendig. Die Wurzelnahtschweißung wird mit der einen Methode durchgeführt, das Einbringen der Fülllage mit der anderen.
Das Prinzip des Plasmaschweißens
Definition
PLASMALICHTBOGENSCHWEISSEN ist im Grunde eine Erweiterung des Wolfram-Inertgas-Lichtbogenschweißenverfahrens (GTAW oder WIG). Es besitzt jedoch eine viel höhere Lichtbogenenergiedichte und eine höhere Plasmagasgeschwindigkeit, da Plasma gewaltsam durch eine sich verengende Düse gepresst wird.
Das Plasma-Lichtbogen-Schweißverfahren wird im Allgemeinen für Schweißen und Auftragschweißen verwendet. Es kann die häufigsten Metalle bis zu einer Dicke von ca. 10 mm schweißen. Mit geeigneten Brennern kann es sogar für Aluminium bis zu einer Plattendicke von ca. 5 mm verwendet werden.
Die Hauptanwendungen für Plasmaschweißen oder PAW-Schweißen liegen im Bau von Containern und der Herstellung von Rohren, wo Schweißautomatisierung sehr beliebt und effektiv ist. Mikroplasmaschweißen wird in der Technik für Haushaltsgeräte, Elektronik, Luftfahrt- und Raumfahrttechnologie, Medizintechnik und Geräte- und Instrumentenbau eingesetzt.
Vorteile von Plasmaschweißen
- Die mechanische Verengung des Lichtbogens durch eine wassergekühlte Düse ermöglicht das Schweißen größerer Dicken in I-Stoß-Nahtvorbereitung (3mm bis 10mm) mit einem kleineren der Hitze ausgesetzten Bereich (Schlüssellochschweißung).
- Erhöhte Schweißgeschwindigkeit von 50mm/min bis 500mm/min, je nach Werkstoffen und Werkstoffdicke.
- Reduktion der Anzahl an Schweißlagen bei größeren Dicken in Kombination mit dem Heißdrahtverfahren.
- Hohe Lebensdauer der Elektroden aufgrund der Verwendung eines Pilotlichtbogens.
- Hervorragende Schweißqualität.
- Minimale Verformung.
- Einseitige Schweißung mit guter Einbrandtiefe.
- Schweißen in alle Positionen mit Synchronisierung von gepulstem Strom und Plasmagas.
Leistungsmerkmale des Plasmaschweißverfahrens mit Zusatzdraht
- Stoßschweißen von Materialien mit einer Dicke von 3mm bis 8 mm mit I-Stoß-Nahtvorbereitung.
- Möglichkeit der Verwendung des Heißdrahtverfahrens für die Zusatzdtrahtlage(n).
- Synchronisierung von Pulsstrom und Plasmagas für Zwangslagenschweißen
Schweißnahtvorbereitung für Plasmaschweißen
Mit einer Werkstoffdicke von 5mm bis 7mm: V-Nahtvorbereitung (30°, 70° oder 90°, je nach Verfahrenskombination und Anzahl der Zusatzdrahtlagen). Durch Beibehaltung der korrekten Entfernung zwischen der Brennerdüse und dem Werkstück wird sichergestellt, dass die Lichtbogenentzündung beim Plasmaschweißen problemlos verläuft.
Merkmale des Schweißbades beim Plasmalichtbogenschweißen
Beim Plasmaschlüssellochschweißen hat der Querschnitt des Schweißbades die Form eines Weinglases. An der Wurzel ist das Schweißbad sehr schmal, während es oben unverhältnismäßig breit wird. Das schnelle Abkühlen der Wurzel und langsamere Verfestigung des oberen Bereichs gleichen das Schweißbad aus.
Verhalten des Schweißbades beim Plasmaschweißen
Eine wichtige Tatsache bei der Überprüfung der Einflussfaktoren ist der Zeitunterschied zwischen der Verfestigung des Schweißbades im Bereich der Wurzel und im Bereich der Oberfläche. Je größer der Unterschied ist, ums besser ist die Kontrolle des Schweißbades
Oberflächenspannung und Viskosität des Schweißbades sind grundlegende Faktoren für dieses Gleichgewicht.
Faktoren, welche die Stabilität des Schweißbades erhalten
Diese Faktoren können das Gleichgewicht des von der Plasmaschweißmaschine geschaffenen Schweißbades beeinflussen:
- Größe des Schweißbades
- Physikalische Eigenschaften des Schweißbades
- Schweißnahtvorbereitung
- Schweißgeschwindigkeit
Größe des Schweißbades beim Plasmaschweißen
Die Viskosität des geschmolzenen Metalls kann nicht kontrolliert werden. Es ist jedoch möglich, das Volumen des Schweißmetalls und seine Verfestigung zu kontrollieren, indem die Schweißparameter während des Schweißens speziell verändert werden.
Physikalische Eigenschaften des Plasmaschweißbades
Es ist einfacher, das Schweißbad zu kontrollieren, wenn es folgenden Spezifikationen entspricht :
- Eine Stumpfnahtvorbereitung von 90 Grad.
- Durchmesser des Schlüssellochs sollte so klein wie möglich gehalten werden (zwischen 1 und 3 mm).
Schweißnahtvorbereitung
Um das Gleichgewicht des Schweißbades nicht zu stören, müssen die Parameter für Plasmaschweißen kontrolliert werden und die Nahtvorbereitung muss konstant gut sein. Die Konsistenz hat eine direkten Einfluss auf die Regelmäßigkeit der Schweißnaht. Die Plasmadüsen sind speziell für bestimmte maximale Ströme konzipiert; bei Annäherung an diese Grenze können sich Störlichtbögen bilden, welche den Plasmalichtbogen und den Fluss des Plasmagases beeinflussen.
Schweißgeschwindigkeit
Wird Plasmaschlüssellochschweißen bei einer Schweißgeschwindigkeit durchgeführt, die zu langsam ist, verursacht dies eine unregelmäßige Schweißnaht oder in extremen Fällen ein Abfallen der Schweißnaht. In der Praxis sollten Schweißstrom und Gasvolumen so eingestellt werden, dass der Plasmastrahl gerade stark genug ist, um das Werkstück vollständig zu durchdringen. Um eine perfekte Schweißnaht zu erhalten, muss die Schweißgeschwindigkeit an diese Parameter angepasst werden.
Kriterien für den Einsatz von Plasmaschlüssellochschweißen
Längsnahtschweißen ist für jede Plasma-Lichtbogen-Schweißmaschine unproblematisch. Die Synchronisierung des Impulsstroms und des Plasmagases braucht ein entsprechendes Kontrollsystem.
Mit orbitalemPlasmaschweißen sind jedoch zwei Probleme verbunden:
- Schließen des Schlüssellochs
- Gefahr einer konkaven Durchdringung von 6 bis 9 Uhr. Alle anderen Positionen sind leicht zu meistern.
Die Flussrate des Plasmagases muss so eingestellt werden, dass ein „Ausblasen“ des Materials verhindert und Bindungsfehler oder unabsichtliche Einschlüsse vermieden werden.
Mit einer Spezialdüse können Plasmabrenner auch für WIG-Schweißen verwendet werden. Das Zentralgas und das Plasmagas werden getrennt kontrolliert. Folgende Variationen sind bei der Verwendung einer Stromquelle und eines Plasma/WIG-Brenners verfügbar:
- normale WIG-Methode
- WG Doppelgasmethode
- Plasma /Plasmaschlüssellochschweißen
Jede dieser Methoden kann in Kombination mit dem Plasma/WIG-Heißdrahtverfahren auch verwendet werden, um die Produktivität zu steigern (verbesserte Abschmelzrate).
Plasmaschweißen mit gepulstem Plasmagas
Die Methode des Plasmaschlüssellochschweißens mit gepulstem Gas wurde in der Abteilung für Anwendungstechnologie von POLYSOUDE entwickelt. Diese Entwicklung ermöglicht Plasmaschweißen in allen Positionen. Die Flussgeschwindigkeit des Plasmagases wird verwendet, um die kinetische Energie zu erzeugen, die erforderlich ist, um das Schlüsselloch vollständig zu kontrollieren.
Die Synchronisierung von gepulsten Schweißströmen und Plasmagas reduziert die lineare Leistungsaufnahme. Das Volumen und damit die Kontrolle des Plasmaschweißbades kann durch diesen „Nähmaschineneffekt“ bestimmt werden.
Nähmaschineneffekt
- Hochstrom >> Schmelzen von Grundmetall
- Schwachstrom >> Kühlung
- Verstärkung dieses Effekts durch Reduktion des Plasmagasflusses in der Schwachstromphase >> Präzisionskontrolle des Schlüssellochs
Wer wir sind
Polysoude ist auf den Entwurf, die Entwicklung und Herstellung innovativer Lichtbogen-Schweißlösungen spezialisiert. Die Marke steht für weltweit führendes Expertenwissen in 3 Kernbereichen: automatische Systeme für orbitales WIG-Schweißen, automatische WIG- und Plasmaschweißlösungen und WIGer™-Auftragsschweißen.
Das seit 1961 in Nantes ansässige Unternehmen stellt eine Vielzahl von Stromquellen und Orbitalschweißgeräten her, mit Spezialisierung auf orbitales Plasmaschweißen und automatisiertes Plasmaschweißen sowie Engspaltschweißen und Auftragschweißen.
Als intelligentes, werkorientiertes Unternehmen stellt Polysoude heute alle Produkte startklar für Industrie 4.0 her.
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