Technologie des Lichtbogenschweißens von Metallen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Der Einfluss eines Lichtbogens auf die Struktur eines Materials ist eine der ältesten Methoden, um eine starke Verbindung zwischen Metallwerkstücken herzustellen. Die ersten technologischen Ansätze für dieses Schweißverfahren hatten viele Nachteile, die mit der Porosität der Schweißnaht und der Bildung von Rissen im Arbeitsbereich verbunden waren. Bis heute haben die Hersteller von Geräten und Hilfsgeräten das Verfahren des Lichtbogenschweißens erheblich optimiert und den Anwendungsbereich erweitert.

Technologieübersicht

Das Verfahren wird als MMA (Manual Metal Arc) bezeichnet, was sich als manuelles Stabelektrodenschweißen entschlüsseln lässt. Der Arbeitsablauf basiert auf der Steuerung des elektrischen Stroms, der dem Zielgebiet durch eine spezielle, mit dem Netzwerk verbundene Quelle zugeführt wird. Die Stromzufuhr zu den zu schweißenden Teilen erfolgt über zwei Kabel unterschiedlicher Polarität. Eigentlich, das Schließen des Stromkreises und provoziert die Bildung eines Lichtbogens,dessen thermische Wirkung das Metall schmilzt und ein Schmelzbad bildet.

Nach dem Ende des Hitzeangriffs kühlt der Arbeitsbereich ab und seine Struktur kristallisiert. Ein wichtiger Bestandteil der Technologie des Lichtbogenschweißens ist die Elektrode. In der Regel handelt es sich dabei um einen mit einer Beschichtung bestimmter chemischer Zusammensetzung versehenen Stahlstab. Beim Anlegen des Lichtbogens schmilzt auch die Stabstruktur und fällt in den Arbeitsbereich, wodurch mit dem Werkstück ein Material mit einer einzigen Struktur entsteht.

Zündung des Lichtbogens als erster Arbeitsschritt

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Einleitung der thermischen Belastung durch das Schließen des Stromkreises. Der Lichtbogen selbst kann je nach verwendeter Stromquelle durch sanft abfallende, steil abfallende oder harte Strom-Spannungs-Eigenschaften gekennzeichnet sein. Es tritt auf, wenn Strom an die Elektrode und die Oberfläche des Werkstücks angelegt wird. Durch beide Objekte wird Strom geleitet, wonach sich zwischen ihnen ein Lichtbogen bildet.

Die eigentliche Erregung des Prozesses erfolgt auf unterschiedliche Weise. In einem Fall wird das Lichtbogenschweißen durch kurzes Berühren des Werkstücks mit einem schnellen Losbrechen mit der Stange eingeleitet. Und im anderen werden markante Berührungen mit den gleichen Abständen in bestimmten Abständen ausgeführt. In diesem Fall hängt die Stabilität des Schweißens genau davon ab, einen akzeptablen Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück einzuh alten. Wird dieser Abstand überschritten, stoppt der Lichtbogen. Umgekehrt kann ein zu nahes Platzieren der Stange am zu schweißenden Teil dazu führen, dass Materialien aneinander haften. AuswahlDer optimale Abstand hängt vom Elastizitätsgrad des Lichtbogens selbst ab, der auch durch die Strom-Spannungseinstellungen der Ausrüstung bestimmt wird. Erfahrene Handwerker können den Abstand innerhalb des zulässigen Bereichs einstellen, wodurch sowohl die Effizienz der Schmelze als auch das Eindringen des Metalls beeinflusst werden.

Schweißverfahren

Beteiligt an der Arbeit ist die bereits erwähnte Stromquelle, deren Typen gesondert betrachtet werden, und zwei Kabel mit unterschiedlicher Polarität. Ein Kabel endet mit einem Elektrodenh alter, das andere mit einer Anschlussklemme, die am Werkstück befestigt wird. Durch die thermische Wirkung des eingeleiteten Lichtbogens schmilzt das Metall im Schmelzbad auf. Während dieser Prozess fortschreitet, wird auch die Übertragung von Tropfen der Verbrauchselektrode durchgeführt – kleiner Tropfen und großer Tropfen. Hier ist es notwendig, die Bedeutung der Stangenbeschichtung hervorzuheben. Die chemische Zusammensetzung der Beschichtung wird nicht so sehr durch die Anforderungen an die Wechselwirkung mit einem Lichtbogen bestimmt, sondern durch die Beeinflussung der Struktur der Naht, die die Bestandteile der Beschichtung durch Schmelztropfen aufnehmen wird.

Beim Lichtbogenschweißen wird auch die Außenschicht der Elektrode verbrannt, wodurch sich gasförmige Schutzverbindungen bilden. Die Bildung einer Wolke, die keine schädlichen Einflüsse aus der Umgebung zulässt, ist der grundlegende Unterschied zwischen dem modernen Ansatz des E-Hand-Schweißens. Nach Beendigung des Lichtbogens beginnt der Prozess der Verfestigung und Kristallisation der gebildeten Verbindung.

Arten der hergestellten Nähte

Es gibt mehrere Klassifizierungen von Nähten, die bei diesem Schweißvorgang erh alten werden können. Beispielsweise werden Decken-, Vertikal- und Horizontalanschlüsse nach Position unterschieden. Die vertikalen Nähte wiederum unterscheiden sich je nach Richtung – bergab und bergauf. Horizontale Verbindungen sind vielleicht die schwierigsten, da Metall von der Schweißzone zu den unteren Kanten des Werkstücks fällt. Aus dem gleichen Grund kann der obere Saum unterschnitten sein.

Diskontinuierliche und kontinuierliche Verbindungen werden durch ihre Länge unterschieden. Erstere werden häufig verwendet, weil sie Ressourcen und Zeit sparen. Massive Nähte des Lichtbogenschweißens werden in Fällen verwendet, in denen ein hohes Maß an Zuverlässigkeit bei der Paarung zweier kritischer Strukturen gewährleistet werden muss. Eine intermittierende Verbindung ist weniger h altbar, aber unter bestimmten Bedingungen gerechtfertigt.

Es gibt auch eine Klassifizierung nach Konvexität. Dieser Parameter hängt von der Menge des abgeschiedenen Metalls ab. Es gibt konvexe, normale und konkave Nähte. Gleichzeitig sollte man nicht erwarten, dass das Vorhandensein einer großen Menge an Überzug als solcher die Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Verbindung sicherstellt. Unter Einwirkung hoher Belastungen und Vibrationen verliert eine solche Naht an der Fuge eine normale Struktur.

Transformatoren für das E-Hand-Schweißen

Dies ist eine universelle Quelle und Konverter für elektrischen Strom, der auch beim Flussmittelschweißen und Plasmaschneiden von Metall verwendet wird. Solche Geräte sind einfach im Design, unprätentiös in der Wartung und zuverlässig. Geschäftsführung sogarmoderne Modelle sind meist mechanisch. Die Füllung des Geräts ist eine Spule mit einem gewickelten Draht - ein Kern, der den Netzstrom in die für bestimmte Aufgaben erforderliche Spannung umwandelt. Es ist wichtig zu beachten, dass das Arbeiten mit Lichtbogenschweißen unter Transformatorstromversorgung die Verwendung von Wechselstrom erfordert, was professionelle Fähigkeiten des Bedieners erfordert.

Wechselrichtergeräte

Das technologisch fortschrittlichste, einfach zu bedienende und funktionalste Gerät zur Unterstützung des modernen Schweißens. Es ermöglicht den Betrieb unter Gleichstrombedingungen und erhöht die Chancen, selbst für Anfänger eine glatte und saubere Naht zu erh alten. Noch wichtiger ist, dass Sie beim Lichtbogenschweißen mit einem Wechselrichter ein Haush altsnetz als Strom verwenden können, wenn es Strom von 16 A bis 25 A liefern kann. Im Allgemeinen ist dies die beste Lösung für den privaten Bedarf, wenn Teile bearbeitet werden müssen B. in einer Garage, Metallbeschichtungen auftragen usw. e. Spezialisten können auch Inverter-Ressourcen für das Argon-Lichtbogenschweißen verwenden, wodurch die Möglichkeiten des Gerätebetriebs erweitert werden.

Lichtbogenschweißgleichrichter

Solche Geräte dienen dazu, Netzstrom von Wechsel- auf Gleichspannung umzuwandeln und tragen ebenfalls zur Umsetzung hochwertiger Nähte bei. Der Hauptunterschied zwischen dieser Art von Stromquellen ist die Kohärenz der Wechselwirkung mit verschiedenen Arten von Elektroden. Mit dieser H alterung können Lichtbogenschweißmaschinen für Arbeiten in Schutzgasumgebungen verwendet werden – zum Beispiel, wenn der Stab aus Stahl besteht oderNichteisenmetalle. Zu den Nachteilen von Gleichrichtern gehören große Abmessungen, große Masse und daraus resultierende Schwierigkeiten beim Transport. Hersteller bieten daher zusätzlich Laufplattformen mit Rädern zum bequemen Bewegen des Gerätes an.

Profis der Technik

Die Konfiguration dieses Schweißverfahrens mag vor dem Hintergrund vieler alternativer Methoden ver altet und ineffizient erscheinen, jedoch ist es im Rahmen dieses Konzepts möglich, die Möglichkeit der Verarbeitung nahezu aller gängigen Metallarten zu organisieren. Vielseitigkeit ist der Hauptvorteil der MMA-Methode. Hinzu kommt ein Plus an körperlicher Arbeitsergonomie. Das soll nicht heißen, dass das manuelle Lichtbogenschweißen bequem ist, aber die Fähigkeit, Arbeiten in jeder Position und auf engstem Raum durchzuführen, ist sehr wertvoll.

Getrennt davon ist die Unabhängigkeit von äußeren atmosphärischen und Temperaturbedingungen der Arbeit hervorzuheben. Der Prozess kann sowohl drinnen als auch draußen organisiert werden. Wenn wir über erhöhte Anforderungen an die Qualität der Schweißnaht sprechen, dann ermöglicht die Technologie den Einsatz von Schutzmedien, um das Eindringen von Luft in das Schweißbad zu verhindern, wodurch das Risiko von Fehlern minimiert wird.

Nachteile der Technologie

Die Methode ist organisatorisch sehr billig, was einige negative Faktoren mit sich bringen muss. Beispielsweise verschiebt der Ausschluss moderner Methoden der Prozessautomatisierung und der elektronischen Steuerung einzelner Parameter der Stromquelle die Verantwortung für die Qualität der Naht auf den Bediener. Von seinen Fähigkeitendie Eigenschaften der resultierenden Struktur der Verbindung werden in größerem Ausmaß davon abhängen. Einfach in der Ausführung kann auch das Lichtbogenschweißen von Metallen nicht genannt werden. Die Schwierigkeit liegt im Vorgang der Lichtbogenzündung, der wiederum vom Anwender ohne Hilfsmittel „per Auge“gesteuert wird. Vergleichen wir das Verfahren mit halbautomatischem Schweißen, dann fehlt es an Produktivität.

Schlussfolgerung

Aufgrund ihrer Vielseitigkeit hat die MMA-Technologie viele Anwendungen angenommen und hält sie konsequent. Im Haush alt, in Werkstätten und Autowerkstätten, in der Industrie und auf dem Bau findet das Lichtbogenschweißen seinen Platz, mit dem Sie eine Vielzahl von Nähten ausführen können. Die Einschränkungen werden hauptsächlich durch die Ergonomie bestimmt. Alternative Konzepte für das halbautomatische Schweißen sind aufgrund ihrer Bequemlichkeit ebenfalls sehr gefragt und verdrängen in einigen Bereichen die Prinzipien des E-Hand-Schweißens. Andererseits übertrifft das Lichtbogenschweißen viele konkurrierende Technologien aufgrund der erhöhten Festigkeit der gebildeten Naht und des minimalen Ressourcenaufwands in der Arbeitsorganisation.