SCHWEISSLEITUNGEN MIT MODIFIZIERTEN MIG/MAG-VERFAHREN
Marko Horvat, Veljko Kondić, Marko Đunđer, Ivan Samardžić
Stichworte: Rohrleitungsschweißen, MIG/MAG-Verfahren
ZUSAMMENFASSUNG:
Das MIG/MAG (GMAW)-Schweißverfahren ist ein Lichtbogenschmelzschweißverfahren, bei dem zwischen einem kontinuierlich zugeführten Draht (Elektrode) und dem Grundmaterial in einer Schutzatmosphäre aus inerten/aktiven Gasen oder Gasgemischen ein Lichtbogen entsteht. Der Artikel stellt die Grundlagen des MAG/MIG-Schweißverfahrens, einige der modernen Modifikationen des MAG/MIG-Verfahrens und Beispiele für angepasste MIG/MAG-Verfahren zum Schweißen von Rohrverbindungen vor.
1. EINLEITUNG
MIG/MAG – Metal Inert Gas/Metal ActiveGas (engl. GMAW – Gas Metal Arc Welding) ist ein Lichtbogenschweißverfahren mit einer schmelzbaren Elektrode in einer Schutzatmosphäre aus Inert- oder Aktivgas und gilt als eines der gebräuchlichsten Schweißverfahren . Obwohl die Entwicklungsgeschichte dieses Schweißverfahrens bis in die 40er Jahre des 20. Jahrhunderts zurückreicht, hat die Notwendigkeit, die Produktivität und Qualität des Schweißens, d. h. der geschweißten Strukturen, zu steigern, zur aktiven Weiterentwicklung und Modifikation aller Schweißverfahren, insbesondere des MIG, beigetragen /MAG-Prozess. [1-6] Investitionen in die Entwicklung von Schweißverfahren, die auch zu einer Steigerung der Produktivität führen, sind laut Quelle [7] eine Folge des Umfangs der mit dem Schweißen verbundenen Produktionsprozesse (man geht davon aus, dass in Europa fast 2.000.000 Arbeitsplätze hängen mit dem Schweißen zusammen), d. hProduktionsprozesse, die jährlich eine Wertschöpfung von 1600 Milliarden Euro schaffen
2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN DES MIG/MAG-SCHWEISSENS
Beim konventionellen MIG/MAG-Verfahren handelt es sich um ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem ein Lichtbogen zwischen einer schmelzbaren, durchgehenden Elektrode in Form eines Drahtes und einem Werkstück, in der Regel mit dem + (Plus)-Pol einer Elektrode verbunden, aufgebaut wird Gleichstromquelle zum Schweißen. Der Schweißprozess erfolgt in einer Schutzgasatmosphäre aus Inertgasen (Ar-, He-MIG-Verfahren) oder Aktivgas CO2 und Gasmischungen, beispielsweise 82 % Ar + 18 % CO2 (MAG-Verfahren). [1-6] Basic Beim MIG/MAG-Verfahren handelt es sich um die Übertragung von Metall (geschmolzene Tröpfchen) von der Elektrodenspitze (zusätzliches Material) auf das Grundmetall (Schweißverbindung). Es gibt vier grundlegende Mechanismen der Metallübertragung, und alle heute modifizierten Verfahren dieser Schweißmethode basieren auf einem davon. [1-6] Die Klassifizierung der Metallübertragungsmechanismen ist in Abbildung 1 dargestellt.[2]
Abbildung 1. Grundlegender Mechanismus der Metallübertragung beim MIG/MAG-Schweißen
Die Übertragung des Metalls erfolgt entweder durch einen Kurzschluss zwischen der Elektrode und dem Werkstück oder der Tropfen trennt sich, bevor ein Kurzschluss entsteht, was durch die große Menge an Energie ermöglicht wird, die in den Prozess eingebracht wird. Anwendung, Produktivität und Qualität der Schweißverbindung beim MIG/MAG-Schweißen dihängt direkt vom angewandten Metallübertragungsmechanismus ab.
2.1 Metallübertragung durch Lichtbogen
Bei der Metallübertragung durch Lichtbogen wird der geschmolzene Tropfen von der Elektrodenspitze im freien Flug durch die Atmosphäre des Lichtbogens transportiert. Die Übertragung ist eine Folge der hohen Energiemenge im Prozess (die Übertragung erfolgt bei hohen Schweißströmen, z. B. bei herkömmlichen MIG/MAG-Verfahren bei Strömen größer 180 A). Ein höherer Schweißstrom beschleunigt die Realisierung des „Pinch-Effekts“ und verringert die Kräfte im Lichtbogen, die die Ablösung des Tropfens und dessen Übertragung ungünstig beeinflussen (Reaktionskräfte, Oberflächenspannungskräfte). Auch diese Art der Metallübertragung findet ausschließlich in Gasgemischen mit einem Aktivgasgehalt von maximal 18 % statt, die eine ausreichende Ionisierung in der Lichtbogensäule ermöglichen. Das Hauptmerkmal dieser Art der Metallübertragung ist die große Menge an geschmolzenem Material pro Zeiteinheit. Die Übertragung von Metall durch den Funkenlichtbogen ist in Abbildung 2 dargestellt.[1-6]
Abbildung 2. Darstellung der Metallübertragung durch den Sprühlichtbogen
2.2 Metallübertragung durch gepulsten Lichtbogen
Die Metallübertragung durch gepulsten Lichtbogen in Abbildung 3 zeichnet sich durch eine berührungslose Metallübertragung mit reduziertem Wärmeeintrag aus. Der Betrag des durchschnittlichen Schweißstroms ist geringer als der Betrag von Jakosund Lichtbogenschweißströme. Die Schweißstromquelle wechselt den Strom in regelmäßigen Zeitintervallen zwischen einem Maximalwert (der die Ablösung des Tropfens an der Elektrodenspitze ermöglicht) und einem Minimalwert (der Wert, der den Lichtbogen stabil hält). Bei den angegebenen Werten handelt es sich gleichzeitig um die Schweißparameter, die sich je nach Konstruktionserfordernis ändern. Der Hauptvorteil dieser Art der Metallübertragung ist der geringere Wärmeeintrag im Prozess, der die Möglichkeit der Anwendung an dünneren Stellen (im Vergleich zum …) ermöglicht Funkenbogen). [1-6]
Weitere Informationen finden Sie im beigefügten Dokument.
