Neuere Entwicklungen in der Lichtbogenschweißtechnik€¦ · /// Perfektion als Prinzip B.Ivanov © EWM AG 2015/01 Seite 1 Neuere Entwicklungen in der Lichtbogenschweißtechnik

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Neuere Entwicklungen in der Lichtbogenschweißtechnik

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MIG/MAG - innovative Lichtbögen

Spa

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g [V

]

Drahtvorschub [m/min]

Stromstärke [A]


Kurzlichtbogen

Eigenschaften und Anwendung

� Spritzerbehaftet

☺ Niedrige Leistungen

☺ Dünnblech

☺ Wurzellagen

☺ Beschichtete Werkstoffe


Kurzlichtbogen beim hochlegierten Stahl


MIG/MAG Kurzlichtbogen – digital geregelt und kontrolliert

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Kurzlichtbogen EWM alphaQ coldArc

Phase 1Lichtbogen brennt

Phase 2Kurzschluss

Phase 3Kurzschlussauflösung und erneute Brennphase

Phase 1Lichtbogen brennt

Phase 2Kurzschluss

Phase 3Kurzschlussauflösung und erneute Brennphase


Phase 1

Lichtbogen brennt

Phase 2

Kurzschluss

Phase 3

Kurzschlussauflösung und erneute Brennphase

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Unterschiedliche Varianten des digitalen Kurzlichtbogens


Digitaler Kurzlichtbogen mit verzinktem Material

Grundwerkstoff S235

Zusatzwerkstoff G3Si1 – 1,0mm

Materialdicke 2,0mm

Schutzgas M12 – ArC – 2,5

Vorteile:� deutlich weniger Spritzer� weniger Verzug� weniger Zinkabbrand


Digitaler Kurzlichtbogen beim Wurzelschweißen

Lösung:1. Wurzellage coldArc manuell2. Füll-/Decklage MAG manuell

Vorteile:■ 100% röntgensicher■ Kontrollierte Wärmeeinbringung■ Doppelte Schweißgeschwindigkeit der

Wurzellage gegenüber WIG■ kein Schleifen/Fugen notwendig


Digitaler Kurzlichtbogen beim Wurzelschweißen


Digitaler Kurzlichtbogen mit großem Luftspalt

Schweißen einer Straßenlaterne aus unlegiertem Stahl mit hohen Toleranzen


Digitaler Kurzlichtbogen mit großem Luftspalt

Vorteile:� deutlich weniger Spritzer� ein Parametersatz� konstante Pendelbreite� sehr gut automatisierbar


Sprühlichtbogen


� Instabil in engen Räumen

☺ Hohe Leistungen

☺ Dünnblech bei hohen

Schweißgeschwindigkeiten

☺ Dickblech

☺ Mehrlagenschweißungen


Richtungsstabilität des Lichtbogens


Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen

Grundwerkstoff S235


Materialdicke 16mm auf 8mm

Schutzgas M21 – ArC – 18


Sichere Flankenerfassung


Standard-Sprühlichtbogen

11 RaupenGrundwerkstoff S355


Materialdicke 20mm

Schutzgas M26 – ArCO – 18/2

Nahtvorbereitung V mit 60°



forceArc ®

5 RaupenGrundwerkstoff S355


Materialdicke 20mm





forceArc ®

5 Raupen50% kürzere Schweißzeit

Grundwerkstoff S355


Materialdicke 20mm





60° 40° 30°

Härte: 150-235 HV Härte: 146-274 HV Härte: 142-287 HV

Kerbschlagarbeit SG (-20°): 65 (Soll 27) Joule Kerbs chlagarbeit SG (-20°): 35 (Soll 27) Joule Kerbschlag arbeit SG (-20°): 46 (Soll 27) Joule

Kerbschlagarbeit WEZ (-20°): 133 (Soll 27) Joule Ker bschlagarbeit WEZ (-20°): 151 (Soll 27) Joule Kerbsc hlagarbeit WEZ (-20°): 157 (Soll 27) Joule

Zugfestigkeit: 551 (Soll 470) MPa Zugfestigkeit: 554 (Soll 470) MPa Zugfestigkeit: 559 (Soll 470) MPa

Grundwerkstoff S355

Zusatzwerkstoff G4Si – 1,2mm

Materialdicke 20mm

Schutzgas M26 – ArCo – 18/2

Nahtvorbereitung V mit 60 °, 40° und 30°





30 mm

Davor Danach

25°

beidseitiges Schweißen(innen E-Hand)

einseitiges Schweißenmit forceArc










Prozesse WIG


WIG manuell


� Oft unwirtschaftlich und teuer

☺ Höchste Qualität


Einteilung der Schweißverfahren nach DIN ISO 857-1

Benennung Kurzzeichen

Bespiele Schutzgasschweißen Bewegungs-/ Arbeitsabläufe

WIG MSGBrenner/

WerkstoffführungZusatz-

vorschubWerkstück-handhabung

Handschweißen (Manuelles Schweißen)

m

Nicht möglich, da verfahrens- bedingt

Zusatz von Rollevon Hand von Hand von Hand

Teilmechanisches Schweißen

tvon Hand mechanisch von Hand

Vollmechanisches Schweißen

vmechanisch mechanisch von Hand

Automatisches Schweißen

amechanisch mechanisch mechanisch

Vergleich des Mechanisierungsgrad beim WIG und MSG Schweißen


WIG-t Kalt- bzw. Heißdrahtschweißen

Drahtspule

Drahtvorschub

WIG Schweißbrenner

Stromdüse

Schweißzusatzwerkstoff

EinstellbareDrahtzufuhr

Temperatur im Zusatzdraht abhängig von:

■ Spezifischer Widerstand des Werkstoffs■ Höhe des eingestellten Heißdrahtstroms

Positive Effekte:

■ Mehr Leistung im Lichtbogen steht zur Verfügung

■ Abschmelzleistung steigt bei gleichen Schweißparametern

Schematische Darstellung des WIG-t Schweißens

WIG Schweiß-stromquelleLichtbogen

Heißdraht-stromquelle


Konstant tigSpeed Superpuls

Gleichmäßige DrahtförderungAntriebseinheit bewegt sich wären der

Förderung vor und zurück

Wechsel zwischen zwei Drahtvorschubgeschwindigkeiten

(Dv1/Dv2)




Bewegung der Drahtvorschubeinheit

Bewegung der Spitze des Schweißzusatzwerkstoff

VD

tigSpeed Vor- und Rückwärtsbewegung des Schweißzusatzwerkstoff



tigSpeed Vor- und Rückwärtsbewegung des Schweißzusatzwerkstoff

Schweißparameter

Schweißstrom: 270 A

Drahtvorschub: 3,2 m/min

Heißdraht: 80 A

Frequenz der Vor- und Rückwärtsbewegung: 16 Hz

Bildfrequenz der Aufnahme: 2500 Bilder / Sekunde


tigSpeed

Rohrleitungsbau, Wurzelschweißen Zwangslagen, steigend schweißen

Zwangslage, horizontal Schweißen langer Nähte


tigSpeed

tigSpeed drive 45 coldwire hotwire

Drahtgeschweindigkeit 0,5m/min – 15 m/min

Netzsicherung (träge) 1 x 16 A

Netspannung (Tolleranzen) 1 x 230V (-40% -+ 15%)

Heißdrahtstrom - 40 A – 180 A

Einschaltdauer 40°C (Heißdrahtstrom) - 180 A 35 %

- 150 A 60 %

- 130 A / 100 %

Frequenz tigSpeed 1Hz – 16 Hz

Maße Drahtvorschub LxBxH in mm 625 x 342 x 480

Gewicht Drahtvorschub 29 kg 33 kg


WIG tigSpeed drive 45 cold / hotwire Brenner

mini

„flex2“


tigSpeed


tigSpeed


WIG automatisiert


� Kompliziert in der Einstellung

� Wiederholbarkeit der Ergebnisse

☺ Höchste Qualität


Konzentrierter WIG Lichtbogen mit hohem Druck

Lösungsansatz:

1. Verkleinerung der thermisch emittierenden

Elektrodenoberfläche

forcierte Kühlung der Anode und damit:

2. Erhöhung der Wärmestromdichte, sowie der elektrischen

Stromdichte

3. Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des

Lichtbogenplasmas → Richtungsstabilität

4. Erhöhung des Lichtbogendrucks

5. Erhöhung der Einbrandtiefe

WIG forceTig®


Einpress-Elektrode Gasdüse

• Minimale Nebenzeiten in der Produktion• 100% reproduzierbare Ergebnisse



FT 500 FT 1000

FT 500

100% dutycycle at500A

FT 1000

100% dutycycle at800A

maximum1000A



Rohr-Flansch-Verbindung Auftragschweißen mit Heißdraht

Schweißen von großen Wandstärken Schweißen von Rohren



Grundwerkstoff 1.4828 Rohr /1.4301 Flansch

Zusatzwerkstoff 1.4829 – 0,8mm

Materialdicke 1,2mm auf 7,0mm

Schutzgas 95%Ar 5%H



Grundwerkstoff 1.4301


Materialdicke 10,0mm

Schutzgas I1 – 100%Ar





Materialdicke 8,0mm

Schutzgas R1 – 95%Ar 5%H





Materialdicke 10,0mm

Schutzgas R1 – 95%Ar 5%H




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