Was ist Sprühlichtbogenschweißen?

Schweißer können mehrere Methoden und Techniken für praktisch dieselben Schweißverfahren anwenden. Sie können sich für das Metall-Inertgasschweißen (MIG), das Metall-Gas-Lichtbogenschweißen (GMAW) oder das Metallkernschweißen entscheiden. Für nicht positionierte Stumpf- und Kehlnähte ist jedoch wahrscheinlich das Sprühlichtbogenschweißen die beste Schweißtechnik, da es die Effizienz des Schweißers erhöht.

Was ist Sprühlichtbogenschweißen?

Das Sprühlichtbogenschweißen ist eines der Verfahren, mit denen Metall von der Elektrode oder dem Draht auf die Schweißnaht übertragen wird. Winzige geschmolzene Metalltröpfchen gelangen über den Lichtbogen auf den Grundwerkstoff oder die zu bearbeitende Verbindung.

Das Sprühlichtbogenschweißen ist ideal für dickere Metalle für Stumpf- oder Kehlnähte. Es ist nicht für positionierte Schweißarbeiten geeignet, da die fliegenden Metalltröpfchen und die Schwerkraft keine ideale Situation für den Schweißer oder die Schweißarbeit schaffen.

Beim Sprühlichtbogenschweißen wird technisch gesehen ein Sprühstrahl geschmolzenen Metalls über den Lichtbogen übertragen, ähnlich wie Wasser, das aus einem Gartenschlauch mit einer begrenzten Öffnung kommt. Das Sprühlichtbogenschweißen reduziert Schweißspritzer und erzeugt eine Schweißnaht mit höherem Feinheitsgrad.

Prozess

Das Verfahren arbeitet mit hohen Stromstärken und Spannungen. Der Draht, der in die Nähe des Grundmetalls gebracht wird, erzeugt einen Strom, bevor er das Metall berührt. Der Strom erhitzt den Draht sehr schnell und bringt ihn zum Schmelzen. Das geschmolzene Metall bewegt sich in Form winziger Tröpfchen über den erzeugten Lichtbogen, was dem Verfahren den Namen Sprühlichtbogenschweißen einbrachte.

Beim Sprühlichtbogenschweißen können hohe Metallabscheidungsraten erzielt werden, wenn die ideale Kombination aus Schutzgas, Metall und Drahtdurchmesser sowie der Abstand zwischen Kontakt und Spitze gegeben ist. Bei perfekter Kombination aller Faktoren kann das Verfahren sehr hohe Übergangsströme erzeugen. Das Verfahren wird auch als Axialspritzen bezeichnet.

Die bei diesem Verfahren verwendeten Stromstärken müssen höher sein als der Übergangsstrom. Nur dann überträgt sich das Metall in Form von Tropfen und schmilzt nicht einfach. Das Verfahren erfordert hohe Stromstärken mit ausreichenden Spannungswerten, um eine spritzerfreie Schweißung zu gewährleisten.

Vorteile

Das Lichtbogenspritzschweißen ist ein sehr effizientes Verfahren. Einige der bedeutenden Vorteile dieses Verfahrens sind:

Hohe Metallabscheidungsraten
Gutes Einschmelzen und Eindringen des Metalls
Hervorragendes Aussehen der Schweißraupe
Möglichkeit der Verwendung von Elektrodendrähten mit größerem Durchmesser
Sehr geringe Spritzerbildung

Trotz dieser umfangreichen Vorteile hat das Sprühlichtbogenverfahren erhebliche Einschränkungen.

Einschränkungen

Zu den Einschränkungen der Sprühlichtbogenübertragung gehören unter anderem:

Sie ist nur für dicke Materialien geeignet (etwa 1/8 Zoll. (3 mm) und dicker)
Es ist auf flache und horizontale Kehlnahtpositionen beschränkt
Es hat keine offenen Wurzelmöglichkeiten

Das große Schweißbad, das bei dieser Technik erzeugt wird, schränkt die Anzahl der Positionen und Arten von Verbindungen ein, für die es verwendet werden kann. Es eignet sich nicht für dünnere Bleche, da es mit hoher Hitze arbeitet und die Schicht schnell durchbrennen kann. Einige der Einschränkungen dieses Verfahrens können durch die Verwendung der Impulssprühübertragungstechnik überwunden werden.

Was ist Impulssprühübertragung?

Bei der Impulssprühübertragung werden Stromstärken in kurzen Impulsen oder Intervallen abgegeben. Die Verwendung von kurzen Impulsen anstelle einer kontinuierlichen Stromzufuhr macht das Schweißbad überschaubarer, was die Effizienz des Verfahrens weiter erhöht. Außerdem kann das Sprühübertragungsverfahren im Vergleich zum einfachen Sprühübertragungsverfahren in mehr Schweißpositionen eingesetzt werden.

Dieses Verfahren verwendet geringere Hintergrundströme, wodurch weniger Wärme erzeugt wird. Es ist ideal für Arbeiten an dickeren Metallen, die eine kontrollierte Wärmezufuhr erfordern und keine hohe Verfahrgeschwindigkeit oder Übergangsströme benötigen.

Vorteile

Neben den Vorteilen, die das Sprühübertragungsverfahren bereits bietet, bietet das Pulsverfahren einige weitere.

Bessere Kontrolle über das Schweißbad
Reduzierte Wärmeeinbringung
Mehr handhabbare Schweißnaht
Weiter reduzierte Spritzer
Glattere Schweißnaht und bessere Schweißraupen

Mit dem richtigen Schutzgas und den richtigen Schweißzusätzen kann das Pulsspritzverfahren sogar für positionierte Schweißnähte verwendet werden. Das richtige Schutzgas ist entscheidend für die Herstellung hochwertiger Schweißnähte.

Wie man das richtige Schutzgas auswählt

Viele Faktoren können die Wahl des Schutzgases beeinflussen.

Auftragsrate und Effizienz des Schweißgutes
Spritzerkontrolle
Raupenprofil
Reinigung nach dem Schweißen
Raupeneindringung
Schweißpositionen
Schweißrauchgenerationsraten
Schweißverfahrenstechnik

Die Schutzgaskombination, die Sie wählen, hängt von dem Metalldraht oder der Elektrode ab, die Sie für die Schweißung verwenden. Als Faustregel gilt jedoch, dass alle Schutzgaskombinationen für das Sprühlichtbogenschweißen einen hohen Argonanteil enthalten. Das Gemisch muss mindestens 80 % Argon enthalten.

Das Schutzgas wirkt sich direkt auf die Reaktivitätsraten der Metalle aus. Ein Gas mit höherer Reaktivität kann die Fließfähigkeit der Schweißluppe deutlich erhöhen. Die Geschwindigkeit, mit der sich das Schweißbad vergrößert, kann für Sie zu hoch sein, was zu einer katastrophalen Situation führen kann.

Beim Schweißen von Kohlenstoffstahl ist eine Kombination aus Argon und CO2 erforderlich. Alles über 15 % CO2 kann jedoch den Übergangsstrom und die Metallabscheidungsraten verringern. Bei solch niedrigen Abscheidungsraten wird das Verfahren dann zu einem kugelförmigen Transferverfahren und verliert seine Effizienz.

Bedeutung des Schutzgases

Das Schutzgas wirkt als Schutzbarriere zwischen dem Lichtbogen und der Atmosphäre. Die in der Luft vorhandenen Gase, hauptsächlich Sauerstoff und Stickstoff, können mit dem geschmolzenen Metall reagieren und schädliche Dämpfe und schlechte Schweißnähte erzeugen. Ein ineffizientes Schutzgas kann nicht nur die Schweißung ruinieren, sondern auch andere Probleme verursachen.

Porosität

Porosität bezieht sich auf die Verunreinigung des Schweißguts. Sie entsteht durch Gaseinschlüsse im Metall, die dann entweder runde oder längliche Löcher in der Schweißnaht bilden. Eine solche Situation entsteht entweder durch das Fehlen eines Schutzgases oder durch dessen Unwirksamkeit.

Das Zusammenschweißen alter Metallteile erfordert besondere Sorgfalt vor dem Schweißen. Alte und verrostete Metalle können auch poröse Schweißnähte erzeugen. Bevor Sie mit dem Schweißen beginnen, sollten Sie die Oberfläche entsprechend vorbereiten und reinigen.

Eine poröse Schweißnaht kann manchmal akzeptiert werden, wenn der Grad der Porosität zu gering ist und die Anforderungen der Industrie nicht zu streng sind. Porosität ist jedoch ein schwerwiegender Mangel und kann, wenn sie festgestellt wird, ein Grund für die Zurückweisung sein.

Niedrige Metallauftragsrate

Die Wahl des Schutzgases wirkt sich direkt auf die Lichtbogenstabilität und die Produktionseffizienz bei Schweißverfahren aus. Vor allem beim Sprühlichtbogenschweißen bewährt sich eine Kombination mit hohen Argonanteilen. Argon wirkt als ultimative Schutzbarriere zwischen den Metallen und der Atmosphäre. Da die Wahl des Schutzgases auch direkten Einfluss auf die Drahtvorschubgeschwindigkeit hat, kann das falsche Gas den gesamten Ablauf stören.

Das Schutzgas erfüllt neben der Gewährleistung einer reibungslosen Schweißung noch weitere Funktionen.

Bildung des Lichtbogenplasmas
Stabilisierung des Lichtbogens auf der Metalloberfläche
Es garantiert auch die ungestörte Übertragung von Metalltropfen vom Draht auf das Metallbad.

Was ist Sprühlichtbogenschweißen?