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Schweißverfahren für Stahl Fügen Sie noch, oder schweißen Sie schon auf neuem Niveau?

| Autor/ Redakteur: A. Kahri / Peter Königsreuther

Mit dem Doppelpuls-WIG-Verfahren hat Kemppi das Stahlschweißen auf ein neues Level gehoben. Zu den Hauptvorteilen gehören eine höhere Produktivität und eine höhere Schweißqualität, so Kempii. Doch das ist nicht alles...

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Kemppi hat das WIG-Doppelpuls-Schweißen für Stahlwerkstoffe entwickelt. Es vereint, wie es heißt, die Vorteile zweier unterschiedlicher Gleichstrom-Pulsverfahren. Diese Kombination lasse nicht nur höhere Schweißgeschwindigkeiten zu.
Kemppi hat das WIG-Doppelpuls-Schweißen für Stahlwerkstoffe entwickelt. Es vereint, wie es heißt, die Vorteile zweier unterschiedlicher Gleichstrom-Pulsverfahren. Diese Kombination lasse nicht nur höhere Schweißgeschwindigkeiten zu.
(Bild: Kemppi)

Der wachsende Druck nach höherer Produktivität lässt Zweifel an der Eignung des WIG-Schweißens für bestimmte Anwendungen aufkommen. Üblicherweise ist es das Ziel, die Effizienz der bei Schweißprojekten erforderlichen Nebentätigkeiten zu verbessern, damit sich der Schweißer auf das eigentliche Schweißen konzentrieren kann. In den letzten Jahren wurde versucht, das WIG-Schweißen durch MIG/MAG-Wurzelschweißverfahren (etwa Kemppi Wiseroot+) zu ersetzen. Bis zu einem gewissen Grad waren diese Bemühungen erfolgreich, jedoch sind die Ersatzmethoden nicht für alle Anwendungen geeignet.

Um die Produktivität und in einigen Fällen auch die Qualität des WIG-Schweißens zu verbessern, wurden verschiedene Prozessvarianten entwickelt. Im Laufe der Jahre wurden mehrere Impulsverfahren entwickelt, wobei die heute verfügbaren Techniken vom langsamen Pulsen mit einer Frequenz von etwa 1 Hz bis hin zum Hochgeschwindigkeitspulsen mit einer Frequenz im Kilohertzbereich reichen. Diese Pulsprozesse erhöhen die Produktivität und vor allem die Qualität, auch wenn die Produktivitätssteigerungen oft gering oder anwendungsspezifisch sind. Mit der Einführung der neuen Mastertig-Produktreihe stellte Kemppi sein erstes WIG-Doppelpuls-Schweißverfahren vor, das einige Vorteile in Bezug auf Effizienz und Qualität verschiedener WIG-Schweißverfahren bietet.

Wenn's beim Schweißen langsam und schnell pulst...

Beim WIG-Doppelpuls-Schweißen werden gleichzeitig langsame (0,2 ... 30 Hz) und schnelle (100 ... 400 Hz) negative Gleichstromimpulse verwendet. Die Prinzipien des Stromverhaltens werden in Abbildung 1 dargestellt. Die Parameter für den Hochgeschwindigkeitspuls werden von einem vorgefertigten Schweißprogramm ermittelt, so dass der Schweißer diese nicht einstellen muss. Die Parameter für den langsamen Impuls sind einstellbar; die Werkseinstellungen sind jedoch für allgemeine Schweißanwendungen gut geeignet.

Die Prinzipien des Stromverhaltens beim neuen WIG-Doppelpuls-Schweißen von Kemppi.
Die Prinzipien des Stromverhaltens beim neuen WIG-Doppelpuls-Schweißen von Kemppi.
(Bild: Kemppi)

Mittels mechanisierter und manueller Schweißtests wurden die Vorteile des neuen Verfahrens mit den Ergebnissen der konventionellen WIG-Puls-Verfahren (Niedrig- und Hochgeschwindigkeitsimpuls) verglichen. Bei den mechanisierten Schweißtests handelte es sich um eine 1+1-mm-Eckverbindung aus säurebeständigem Stahl (316L) in Schweißposition PA und eine 3+3-mm-Kehlnaht aus unlegiertem Baustahl (S355) in Schweißposition PB. In den manuellen Schweißtests prüften mehrere Schweißer verschiedene Materialien, Blechdicken und Stoßarten.

Die höchste Geschwindigkeit in beiden mechanisierten Schweißtests wurde mit dem Doppelpulsschweißverfahren erreicht. Bei Ecknähten lag der Unterschied zum langsamen Pulsschweißen sogar bei 30 %. Dies resultiert daher, dass der Hochgeschwindigkeitspuls des Doppelpuls-WIG einen schmalen Lichtbogen erzeugt, der die Ecke genau trifft. Das nächste Bild zeigt, dass im Gegensatz zum schmaleren Lichtbogen des Doppelpuls-WIG der breite Lichtbogen, der durch ein Pulsen mit niedriger Geschwindigkeit erzeugt wird, nicht in der Lage ist, die Ecke bei hohen Schweißgeschwindigkeiten (450 mm/min) aufzuschmelzen.

Herkömmliches langsames Pulsen (links) und Hochgeschwindigkeitspulsen (rechts) mit einer Schweißgeschwindigkeit von 450 mm/min und einem Schweißstrom von 30 A. Der schmale und stabile Lichtbogen des Doppelpulsverfahrens hat sich bei dieser Schweißgeschwindigkeit gut bewährt, während die mit einem langsamen Puls geschweißte Verbindung fast vollständig offen blieb.
Herkömmliches langsames Pulsen (links) und Hochgeschwindigkeitspulsen (rechts) mit einer Schweißgeschwindigkeit von 450 mm/min und einem Schweißstrom von 30 A. Der schmale und stabile Lichtbogen des Doppelpulsverfahrens hat sich bei dieser Schweißgeschwindigkeit gut bewährt, während die mit einem langsamen Puls geschweißte Verbindung fast vollständig offen blieb.
(Bild: Kemppi)

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