Baustahlschweißen Baustähle schneller und hochwertiger MAG-schweißen

Autor / Redakteur: J. Kumpulainen / Peter Königsreuther

Kemppi hat mit dem Verfahren Wisesteel das MAG-Schweißen von Baustahl verbessert, heißt es. Trotz geringerem Wärmeeintrag, reduzierten sich Schweißfehler und die Produktivität steige.

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Kemppi hat mit dem Wisesteel-Prozess das MAG-Baustahlschweißen durch Lichtbogensteuerung verbessert. Es gibt weniger Fehler, es geht schneller und es kann mit niedrigerem Wärmeeintrag gefügt werden.
Kemppi hat mit dem Wisesteel-Prozess das MAG-Baustahlschweißen durch Lichtbogensteuerung verbessert. Es gibt weniger Fehler, es geht schneller und es kann mit niedrigerem Wärmeeintrag gefügt werden.
(Bild: Kemppi)

Alles steht und fällt mit dem Wärmeeintrag ins zu schweißende Material. Und was Baustähle betrifft, so sind Kohlenstoffstähle gemeint, die vor allem für tragende Strukturen gedacht sind, wie sie in Gebäuden und Brücken oder in Fahrzeugen typisch sind. Speziell der Fahrzeugbau sucht nach Materialien für Leichtbaustrukturen und nach Möglichkeiten, mit denen sich die Energieeffizienz der Fahrzeuge verbessern lässt. Deshalb greift die Branche verstärkt zu Feinkornstahl. Und mittlerweile gibt viele Baustählen in verschiedenen Festigkeitsklassen.

Beim Schweißen von hochfesten Stahlsorten wird, wie oben schon angedeutet, der Wärmeeintrag zu einem wichtigen Thema. Denn die mechanischen Eigenschaften des Stahls müssen sowohl im Bereich der Schweißnaht als auch in der Wärmeeinflusszone (WEZ) erhalten bleiben. Wird es zu heiß, wird die Wärmeeinflusszone des Stahls weicher. Das aber geht auf Kosten der statischen Festigkeit des Stahls.

Hier fokussieren wir uns auf die Strenx-Produktfamilie von SSAB. Es gibt die Baustähle mit einer Streckgrenze zwischen 700 und 1300 MPa. Das folgende Diagramm gibt eine Empfehlung zum maximal zulässigen Wärmeeintrag für verschiedene Plattenstärken von Stählen aus dieser Produktfamilie. Sie gelten, wenn kein Vorwärmen vor dem Schweißen erfolgt. Man erkennt, dass der Wärmeeintrag bei den stärksten Klassen und dünnsten Platten 0,5 kJ/mm nicht überschreiten darf.

Für diverse Strenx-Baustähle von SSAB empfohlene Wärmeeinträge, wenn das Material nicht vorgewärmt werden soll.
Für diverse Strenx-Baustähle von SSAB empfohlene Wärmeeinträge, wenn das Material nicht vorgewärmt werden soll.
(Bild: SSAB)

Verbesserungen durch einen sinnvoll gesteuerten Lichtbogen

Die immer anspruchsvolleren Baustähle von heute verlangen auch mehr von der Schweißausrüstung. Kemppi hat deshalb Systeme entwickelt, die auf der Lichtbogensteuerung basieren. Und digital gesteuerte Schweißinverter können Ströme in den verschiedenen Phasen des Schweißprozesses sehr präzise und schnell regeln.

Auch das neue Verfahren Wisesteel für das MAG-Schweißen von Baustählen gehört dazu. Damit können massiver Baustahl und Zusatzwerkstoffe in verschiedenen Festigkeitsklassen mit einem Schutzgasmix aus Argon und 8 bis 18 % CO2 gefügt werden.

Im Schweißlabor von Kemppi begann man die Entwicklung des Wisesteel-Schweißens mit dem Ziel, jeden Lichtbogentyp für das traditionelle MAG-Schweißen zu verbessern. Nicht zuletzt steigt im Erfolgsfall auch die Qualität und Produktivität beim Baustahlschweißen von verschiedenen Plattenstärken. Die Schweißfehlergefahr wird so auch bei hohen Schweißgeschwindigkeiten geringer. Sehr wichtig: Das MAG-Schweißen gelingt auch mit geringerem Wärmeeintrag, was für höherfeste Stahlsorten erforderlich ist.

Was den nötigen Kurzlichtbogen betrifft, so wird während des Prozesses die Kurzschlussfrequenz gemessen und die Spannung adaptiv angepasst. Verringert sich etwa die Kurzschlussfrequenz, wird die Spannung entsprechend niedriger eingestellt, was die Frequenz erhöht.

Man darf auch nicht vergessen, dass versierte Schweißer Augen und Ohren entwickelt haben, um die Kurzschlussfrequenz beim Kurzlichtbogenschweißen zu bestimmen. Beim richtigen Spannungslevel für einen Kurzlichtbogen ist die Kurzschlussfrequenz etwa hoch genug, sodass der Schweißer einen gut fokussierten Lichtbogen sieht und ein sattes Brummgeräusch ohne Störungen wahrnimmt. Der Kurzlichtbogenbereich des Wisesteel-Prozesses kann sowohl für 1 bis 3 mm dünne Platten als auch für dickere Platten beim Wurzellagen- und Positionsschweißen eingesetzt werden.

Beim Wisesteel-Prozess wird die Kurzschlussfrequenz gemessen und die Schweißspannung entsprechend angepasst.
Beim Wisesteel-Prozess wird die Kurzschlussfrequenz gemessen und die Schweißspannung entsprechend angepasst.
(Bild: Kemppi)

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