SMAW, auch bekannt als Elektrodenlichtbogenschweißen, ist ein Schmelzschweißverfahren, bei dem der Lichtbogen durch die Elektrode induziert wird und die Schweißteile durch die Lichtbogenwärme geschmolzen werden.Es ist derzeit das am weitesten verbreitete und gebräuchlichste Schweißverfahren.
Lichtbogen ist ein Luftleitungsphänomen.Der Schweißlichtbogen ist ein starkes und anhaltendes Entladungsphänomen, das im Gasmedium zwischen der Elektrode und dem Werkstück erzeugt wird.Während des Schweißvorgangs werden die Elektrode und das Schweißgut jeweils mit den beiden Elektroden der Schweißstromquelle verbunden.Wenn der Schweißkern der Elektrode die Oberfläche des Schweißstücks berührt, wird der Stromkreis eingeschaltet und gleichzeitig ein großer Kurzschlussstrom erzeugt.Da am Kontakt gemäß Q=I2Rt ein gewisser Widerstand vorhanden ist, wird dort eine große Wärmemenge erzeugt, die sich schnell erwärmt und den Kontakt zum Schmelzen bringt.Wenn die Elektrode um 2–4 mm angehoben wird, wird das Gasmedium zwischen der Elektrode und der Schweißnaht ionisiert, wodurch leitfähige Elektronen und positive Ionen entstehen.Unter der Wirkung des elektrischen Feldes bewegen sich die Elektronen zur Anode und die positiven Ionen zur Kathode.Sie kollidieren und rekombinieren kontinuierlich, wandeln kinetische Energie in Wärmeenergie um, erzeugen dadurch starkes Licht und große Hitze und bilden einen Lichtbogen zwischen dem Ende der Elektrode und der Schweißnaht.
Der Lichtbogen schmilzt gleichzeitig das Ende der Elektrode und die dazugehörige Schweißverbindung.Das Schweißgut schmilzt zu einem Schmelzbad und das Elektrodenmetall schmilzt zu einem Tropfen.Die geschmolzenen Tröpfchen gelangen unter der Wirkung der Schwerkraft und der Lichtbogenblaskraft in das Schmelzbad, verschmelzen mit dem Metall der Schweißkonstruktion und bilden nach der Erstarrung eine Schweißnaht.Beim Schweißvorgang schmilzt die Beschichtung zu Schlacke und es entsteht eine große Menge Gas, das das geschmolzene Schmelzbadmetall schützt und metallurgisch behandelt.
Der Schweißlichtbogen besteht aus drei Teilen: dem Kathodenbereich, dem Anodenbereich und dem Lichtbogensäulenbereich.Der Kathodenbereich emittiert Elektronen und die Temperatur ist niedrig, etwa 2400 K;Der Anodenbereich nimmt Elektronen auf und die Temperatur ist hoch, etwa 2600 K;Die Mitteltemperatur des Bogensäulenbereichs ist mit etwa 6000 bis 8000 K am höchsten.
Wenn zum Schweißen eine Gleichstrom-Lichtbogenschweißstromquelle (z. B. ein Lichtbogenschweißgleichrichter) verwendet wird, gibt es zwei Anschlussmethoden: positive Verbindung und umgekehrte Verbindung.Bei der positiven Verbindung handelt es sich um die Verbindungsmethode, bei der die Elektrode mit der negativen Elektrode und das Werkstück mit der positiven Elektrode verbunden wird.Da die positive Elektrode Elektronen aufnimmt und mehr Wärme erzeugt, lässt sich die Schweißverbindung leicht durchdringen, weshalb diese Verbindungsmethode häufig zum Schweißen dickerer Werkstücke verwendet wird.Bei der umgekehrten Verbindung handelt es sich um die Verbindungsmethode, bei der die Elektrode mit der positiven Elektrode und das Werkstück mit der negativen Elektrode verbunden wird.Da die durch die von der negativen Elektrode emittierten Elektronen erzeugte Wärme geringer ist und die Schweißverbindung nicht leicht durchbrennt, wird diese Verbindungsmethode häufig zum Schweißen dünner Werkstücke verwendet.
Die vom Schweißlichtbogen erzeugte Wärme ist proportional zum Produkt aus Lichtbogenspannung und Schweißstrom (dh Q=IUt).Normalerweise wird die Spannung zwischen der Schweißkonstruktion und der Elektrode bei stabilem Lichtbogenbrennen als Lichtbogenspannung bezeichnet, und die Lichtbogenspannung liegt normalerweise im Bereich von 20 bis 35 V.Da sich die Lichtbogenspannung kaum ändert, wird die Lichtbogenwärme hauptsächlich durch die Anpassung des Schweißstroms in der Produktion angepasst.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. Dezember 2022