Werkstoffe und Schweißnähte müssen immer höheren Beanspruchungen standhalten, dabei erwartet man von der Schweißtechnik fehlerfreies Funktionieren.

Im Fahrzeugbau beispielsweise hat sich wegen höherer Geschwindigkeiten und einem geringeren Energieverbrauch der Leichtbau etabliert. Dies erfordert vor allem den Einsatz von Aluminium und Aluminiumlegierungen bzw. hochfesten Stählen.

Wegen seiner physikalischen Eigenschaften beim Schweißen verhält sich der Werkstoff Aluminium anders als herkömmliche Werkstoffe

 

Die Zahl

140 kg

Eine aktuelle Studie von Ducker Worldwide in Zusammenarbeit mit der European Aluminium Association (EAA) zeigt auf, dass sich der Anteil an Aluminium pro Automobil zwischen 1990 und 2012 von 50 kg auf 140 kg nahezu verdreifacht hat.

 

  1. Schutzgase


Argon (ISO 14175-I1) ist das Standardschutzgas für normale Schweißaufgaben. Durch Zusätze von Helium und die Zugabe geringster Anteile aktiver Komponenten (ppm-Bereich) zum inerten Argon lassen sich die Schweißergebnisse verbessern.

 

Schutzgas Bemerkung

 Argon 

 In allen Lichtbogenarten und     Schweißpositionen einsetzbar

 VARIGON® S 

 Durch die Zugabe von O2 bzw. NO stabilerer   Lichtbogen

 MISON® Ar

 Durch die Zugabe von O2 bzw. NO stabilerer   Lichtbogen

 VARIGON® He15S bis He50S

 Heliumanteil verbessert

  • Vermeidung von Bindefehlern
  • Besserer Einbrand
  • Aufwand für das Vorwärmen dickwandiger Bauteile reduziert
  • Geringere Porenhäufigkeit
  • Breitere und flache Nähte

 MISON® He30

 Heliumanteil verbessert

  • Vermeidung von Bindefehlern
  • Besserer Einbrand
  • Aufwand für das Vorwärmen dickwandiger Bauteile reduziert
  • Geringere Porenhäufigkeit
  • Breitere und flache Nähte

 VARIGON® He15 bis He70

 Heliumanteil verbessert

  • Vermeidung von Bindefehlern
  • Besserer Einbrand
  • Aufwand für das Vorwärmen dickwandiger Bauteile reduziert
  • Geringere Porenhäufigkeit
  • Breitere und flache Nähte

 

Mit zunehmendem Heliumanteil im Argon wird die Porenbildung vermindert

  1. 100% Argon 20 l/min --> 350A/28V
     
  2. VARIGON® He30 20 l/min --> 345A/29V
     
  3. VARIGON® He50 28 l/min --> 340A/31V
     
  4. VARIGON® He70 38 l/min --> 335A/34V

 

Bei hohen Anforderungen an die Porenfreiheit, vor allem bei größeren Wanddicken und bei reinem Aluminium, verbessert sich das Ergebnis mit steigendem Heliumanteil. Mit höheren Heliumanteilen ist der Lichtbogen unruhiger. Dotierte Schutzgase stabilisieren den Lichtbogen und verbessern das Nahtaus- sehen bei geringerem Spritzerauswurf.
 

Schutzgas Porendurchmesser Gesamt-Porenfläche, Schweißnahtlänge

Argon

0,4 – 4,0mm

152mm²

VARIGON® He 30  

0,5 – 1,5mm

28mm²

VARIGON® He 50  

0,5 – 1,0mm

18mm²

VARIGON® He 70

0,5 – 1,0mm

6mm²

 

Die Reinheiten und Mischgenauigkeiten entsprechen DIN EN ISO 14175. Die Gase sind für alle Lichtbogenarten und Leistungsbereiche anwendbar.

Schutzgasverbrauch (bezogen auf Argon):

  • Kurzlichtbogen 12-15 l/min
  • Sprüh- und Impulslichtbogen 15-20 l/min

 

Für die Varigon Schutzgase gelten folgende Angaben:

Schutzgas Korrekturfaktor Mindestschutzgasmenge

VARIGON® He 30  

1,17

20 l/min

VARIGON® He 50  

1,35

28 l/min

VARIGON® He 70

1,70

35 l/min


Erläuterung:

* Mindestschutzgasmenge geteilt durch Korrekturfaktor ergibt den am Messsystem einzustellenden Durchfluss. Beispiel VARIGON® He30: 17 l/min Durchflussmenge am Gas-Messsystem (20: 1,17).


Die benötigte Schutzgasmenge wird entweder am Druckminderer an einem Manometer mit entsprechender Kapillare auf Schutzgasverbraucht (l/min) geeicht oder mit einem Durchflussmengenmesser eingestellt. Die eingestellte Schutzgasmenge sollte von Zeit zu Zeit mit einem Gasmessröhrchen an der Schutzgasdüse kontrolliert werden.

 

  1. Zusatzdrähte

Für die Auswahl der Zusatzdrähte für das Schweißen der Aluminium-Werkstoffe wird die Linde- Druckschrift "Facts About. Aluminium-Werkstoffe. Schweißtechnische Verarbeitung." empfohlen. Den Stand der Technik zum Lichtbogenschweißen beschreibt die EN 1001-4. Die Lagerung der Drahtelektroden soll in trockenen, temperierten Räumen erfolgen. Angebrochene Spulen sollen so schnell wie möglich verbraucht werden.

 

  1. Schweißanlage

Üblicherweise werden zum MIG-Schweißen die auch zum Metall-Schutzgasschweißen verwendeten Geräte eingesetzt. Beim Drahtvorschub muss jedoch den Besonderheiten der weichen Aluminium-Drähte Rechnung getragen werden. Neben Antriebsrollen mit Rundnut sind Teflonseelen im Schlauchpaket notwendig. Stromquellen, geeignet für den lmpulslichtbogen, sind zu bevorzugen, da Drähte größeren Durchmessers verwendet werden können.

 

Müssen Drähte mit einem Durchmesser von unter 1,6 mm verschweißt werden, verwendet man Push- Pull-Brenner, da Brenner mit mehr als 3 m Schlauch- paketlänge unter Praxisbedingungen kaum störungsfrei einsetzbar sind.

 

Leistung der Stromquelle:

Zu schweißende Blechdicke  (mm) Empfohlene Drahtelektrode Ø   (mm) Einstellbereich der Stromquelle 100% ED

2 – 6

1,2

100 – 200 A

6 – 20

1,6

200 – 350 A

 

Anmerkung: Obige Angaben sind Anhaltswerte, die durch Nahtform, Werkstoff und Schutzgasart beeinflusst werden.

 

 
   

Vermeidung von Wurzelkerben durch wurzelseitiges Brechen der Kanten

Werkstückdicke  in mm Fugenform Drahtdurchmesser in mm Schweißstrom  in Ampere Schweißgeschwindigkeit  in cm/min Argonverbrauch  in l/min Lagenzahl

2

II

0,8

110

80

12

1

3

II

1,0

130

75

12

1

4

II

1,2

160

70

15

1

5

II

1,2

180

70

15

1

6

II

1,6

200

65

15

1

8

V

1,6

240

60

16

2

10

V

1,6

260

60

16

2

12

V

1,6

280

55

18

2

16

V

1,6

300

50

20

3

20

V

1,6

320

50

20

3

 

Richtwerte für das Handschweißen

Die Werte werden durch die Schutzgasart, den Werkstoff und die Lichtbogenart beeinflusst. Schweiß- schutzgase mit höheren Heliumanteilen erfordern eine höhere Schweißspannung.

 

Vorwärmung

Die Bauteiltemperatur sollte auf alle Fälle höher sein als die Temperatur am Arbeitsplatz. Bei Taupunktsunterschreitung bildet sich Feuchtigkeit auf der Oberfläche (Porengefahr). Ein Vorwärmen (Trocknen) kann im Einzelfall erforderlich sein. Der Aufwand zum Vorwärmen dickwandiger Bauteile zur Vermeidung von Bindefehlern ist bei Verwendung von Argon-Helium-Schutzgasen (ISO 14175-I3) erheblich reduziert.

 

Wurzelschutz

Wurzelschutz durch Argon verbessert die Wurzelausbildung.

 

Nahtausbildung

Heliumanteile im Schutzgas ergeben einen tieferen Einbrand, eine breitere Naht und vermindern die Gefahr von Bindefehlern und Poren.

 

VARIGON®, VARIGON® S und MISON® sind eingetragene Marken der Linde Group.

 

  1. Fehlervermeidung

 

Fehlerquelle

Fehlerart

Fehlerursache

Fehlervermeidung

 

 Poren 

 Risse 

 Bindefehler 

 

 

Fugenvorbereitung

X

 

 

Verschmutzte Fuge (Fett, Farbe, Oxid)

Reinigen mit Fettlösungsmitteln: nur trockene Werkstücke schweißen; Oxidschicht vor dem Schweißen entfernen

Drahtelektrode

X

 

 

 Verschmutzte Drahtelektrode

Drahtelektrode wechseln

X

 

X

Ungeeigneter   Drahtelektrodendurchmesser 

Drahtelektrodendurchmesser entsprechend Werkstückdicke und Schweißposition verwenden

 

 

X

Drahtelektrode mit falscher Vorbiegung oder mit Drall

Drahtelektrode austauschen

Schutzgas

X

 

 

Diffusion von Feuchtigkeit und Luftsauerstoff in das Schweißsystem

Ausreichendes Spülen des Systems vor Arbeitsbeginn; Verwendung von diffusionssicheren Schläuchen

X

 

 

Falsche Schutzgasmenge

Schutzgasmenge korrigieren

X

 

 

Falsches Schutzgas

Scheißargon oder Helium oder deren Gemische verwenden

Schweißanlage

X

 

 

Leck im Kühlwasserumlauf

Schweißbrenner, Schlauchpaket und Kühlwasserleitungen Instand setzen oder austauschen; Brenner mit geschlossnem Kühlsystem verwenden

X

 

 

Einwirbeln von Luft in den Schutzgasstrom

Schutzgasleitungen und Schweißbrenner auf Dichtheit überprüfen; Brenner säubern, Gasdüsenabstand verringern; Brennerneigung korrigieren

X

 

 

Zu kurze Gasvor- oder nachströmzeit

Einstellung am Gerät ändern

X

 

 

Ungleichmäßige Drahtförderung

Anpressdruck der Vorschubrollen überprüfen, Vorschubrollen austauschen, Rollenachsen auf Schlag prüfen; Stellung der Drahteinlaufdüse prüfen; Drahtführungsseele austauschen; kürzeres Schlauchpaket verwenden

Ausführung der Schweißarbeiten

X

 

 

Zugluft

Schweißplatz gegen Zugluft sichern

X

 

 

Schweißspritzer in der Gasdüse / Turbulenzen

Gasdüse reinigen

X

 

X

Ungenügender Masseanschluss

Für guten Masseanschluss sorgen

X

X

X

Unsachgemäße Heftschweißung

Hefter vor dem Überschweißen ausschleifen oder schräg anschleifen

X

X

X

Zu starke Wärmeableitung

Ausreichend vorwärmen

X

 

 

Verwendung ungeeigneter Schleifscheiben

Für Aluminium geeignete Schleifscheiben oder spanabhebende Werkzeuge verwenden

 

LADE INHALTE