Das Elektrodenlichtbogenschweißen ist das am weitesten verbreitete Schweißverfahren in der industriellen Produktion.Der eine Pol ist das zu schweißende Metall, der andere Pol ist die Elektrode.Wenn die beiden Pole nahe beieinander liegen, entsteht ein Lichtbogen.Die durch die Lichtbogenentladung erzeugte Wärme (allgemein als Lichtbogenverbrennung bekannt) wird verwendet, um die Elektrode mit den Werkstücken zu verbinden, sie miteinander zu verschmelzen und nach der Kondensation eine Schweißnaht zu bilden, um so einen Schweißprozess mit einer starken Verbindung zu erhalten.
Abbildung 1. Geschichte des Schweißens
Kurze Geschichte
Nach vielen Schweißexperimenten bereits im 19. Jahrhundert erhielt ein Engländer namens Willard 1865 erstmals ein Patent für das Lichtbogenschweißen. Er nutzte elektrischen Strom, um zwei kleine Eisenstücke erfolgreich zu verschmelzen, und etwa zwanzig Jahre später ein Russe namens Bernard erhielt ein Patent für ein Lichtbogenschweißverfahren.Er hielt einen Lichtbogen zwischen der Carbonstange und den Werkstücken aufrecht.Wenn der Lichtbogen manuell durch die Verbindungsstelle der Werkstücke geführt wurde, wurden die zu verschweißenden Werkstücke miteinander verschmolzen.In den 1890er Jahren wurde festes Metall als Elektrode entwickelt, das im Schmelzbad verbraucht wurde und Teil des Schweißguts wurde.Sauerstoff und Stickstoff in der Luft bildeten jedoch schädliche Oxide und Nitride im Schweißgut.Dies führt zu einer schlechten Schweißqualität.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde erkannt, wie wichtig es ist, den Lichtbogen zu schützen, um das Eindringen von Luft zu verhindern, und die Verwendung von Lichtbogenwärme zur Zersetzung der Beschichtung in der Elektrode des Schutzgasschilds wurde zur besten Methode.Mitte der 1920er Jahre wurde die umhüllte Elektrode entwickelt, die die Qualität des geschweißten Metalls deutlich verbesserte.Gleichzeitig handelt es sich möglicherweise auch um die wichtigste Transformation des Lichtbogenschweißens.Zur Hauptausrüstung im Schweißprozess gehören ein elektrisches Schweißgerät, eine Schweißzange und eine Gesichtsmaske.
Abbildung 2. Prinzip des Schweißens
Prinzip
Der Schweißlichtbogen wird von der Schweißstromquelle gespeist.Unter Einwirkung einer bestimmten Spannung kommt es zwischen der Elektrode (bzw. dem Ende des Schweißdrahtes bzw. des Schweißstabes) und dem Werkstück zu einer starken und langanhaltenden Entladungserscheinung.Das Wesen des Lichtbogenschweißens ist die Gasleitung, d. h. das neutrale Gas im Raum, in dem sich der Lichtbogen befindet, wird unter Einwirkung einer bestimmten Spannung, die als Ionisation bezeichnet wird, in positiv geladene positive Ionen und negativ geladene Elektronen zerlegt.Diese beiden geladenen Teilchen werden auf die beiden Pole gerichtet.Durch die Richtungsbewegung leitet das lokale Gas Strom und bildet einen Lichtbogen.Der Lichtbogen wandelt elektrische Energie in Wärme um, die das Metall erhitzt und schmilzt, um eine Schweißverbindung zu bilden.
Nachdem der Lichtbogen zum „Zünden“ gebracht wurde, kann der Entladungsprozess selbst die geladenen Teilchen erzeugen, die zur Aufrechterhaltung der Entladung erforderlich sind. Dabei handelt es sich um ein sich selbst erhaltendes Entladungsphänomen.Und der Bogenentladungsprozess weist niedrige Spannung, hohen Strom, hohe Temperatur und starke Lumineszenz auf.Bei diesem Verfahren wird elektrische Energie in Wärme, mechanische Energie und Lichtenergie umgewandelt.Das Schweißen nutzt seine thermische und mechanische Energie hauptsächlich zum Zweck der Verbindung von Metallen.
Beim Schweißen brennt der Lichtbogen zwischen dem Schweißstab und den Schweißwerkstücken und schmilzt die Werkstücke und den Elektrodenkern zu einem Schmelzbad auf.Gleichzeitig schmilzt auch die Elektrodenbeschichtung und es kommt zu einer chemischen Reaktion unter Bildung von Schlacke und Gas, die das Elektrodenende, Tröpfchen, das Schmelzbad und das Hochtemperatur-Schweißgut schützt.
Hauptklassifizierung
Zu den gängigen Lichtbogenschweißverfahren gehören hauptsächlich das Schutzgasschweißen (SMAW), das Unterpulverschweißen (SAW), das Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW- oder WIG-Schweißen), das Plasma-Lichtbogenschweißen (PAW) und das Gas-Metalllichtbogenschweißen (GMAW-, MIG- oder MAG-Schweißen). ) usw.
Abbildung 3. E7018-Schweißelektrode
Schutzgasschweißen (SMAW)
Beim Metalllichtbogenschweißen mit Schutzschild werden die Elektrode und das Werkstück als zwei Elektroden verwendet, und die Hitze und Blaskraft des Lichtbogens werden genutzt, um das Werkstück während des Schweißens lokal zu schmelzen.Gleichzeitig schmilzt das Ende der Elektrode unter Einwirkung der Lichtbogenwärme zu einem Tropfen und das Werkstück wird teilweise geschmolzen, sodass eine ovale, mit flüssigem Metall gefüllte Grube entsteht.Das geschmolzene flüssige Metall und der Tropfen des Werkstücks bilden ein Schmelzbad.Während des Schweißprozesses lösen sich die Beschichtung und die nichtmetallischen Einschlüsse gegenseitig auf und bilden durch chemische Veränderungen, die Schlacke genannt werden, eine nichtmetallische Substanz, die die Oberfläche der Schweißnaht bedeckt.Während sich der Lichtbogen bewegt, kühlt das Schmelzbad ab und erstarrt, um eine Schweißnaht zu bilden.Wir haben verschiedene Schweißelektroden für SMAW, die beliebtesten Modelle sindE6010, E6011, E6013, E7016, E7018, und fürEdelstahl, Gusseisen, harte Oberflächeusw.
Abbildung 4. Unterpulverschweißen
Unterpulverschweißen (SAW)
Unterpulverschweißen ist ein Verfahren, bei dem der Lichtbogen zum Schweißen unter der Flussmittelschicht brennt.Die beim Unterpulverschweißen verwendete Metallelektrode ist ein blanker Draht, der automatisch und ohne Unterbrechung zugeführt wird.Im Allgemeinen werden ein Schweißwagen oder andere mechanische und elektrische Geräte verwendet, um die automatische Bewegung des Lichtbogens während des Schweißvorgangs zu realisieren.Der Lichtbogen beim Unterpulverschweißen brennt unter dem körnigen Flussmittel.Die Hitze des Lichtbogens schmilzt und verdampft die Teile des Werkstücks, auf die der Lichtbogen direkt einwirkt, das Ende des Schweißdrahtes und das Flussmittel, und der Dampf des Metalls und des Flussmittels verdampft und bildet einen geschlossenen Hohlraum um den Lichtbogen.Brennen Sie in diesem Hohlraum.Der Hohlraum ist von einem Schlackenfilm umgeben, der aus Schlacke besteht, die beim Schmelzen des Flussmittels entsteht.Dieser Schlackenfilm isoliert nicht nur die Luft gut vom Kontakt mit dem Lichtbogen und dem Schmelzbad, sondern verhindert auch, dass der Lichtbogen nach außen strahlt.Der durch den Lichtbogen erhitzte und geschmolzene Schweißdraht fällt in Tropfenform herab und vermischt sich mit dem geschmolzenen Werkstückmetall zu einem Schmelzbad.Die weniger dichte Schlacke schwimmt auf dem Schmelzbad.Neben der mechanischen Isolierung und dem Schutz des Schmelzbades geht die geschmolzene Schlacke während des Schweißprozesses auch eine metallurgische Reaktion mit dem Schmelzbad ein und beeinflusst dadurch die chemische Zusammensetzung des Schweißgutes.Der Lichtbogen bewegt sich vorwärts und das geschmolzene Metall kühlt allmählich ab und kristallisiert, um eine Schweißnaht zu bilden.Nachdem die geschmolzene Schlacke, die auf dem oberen Teil des Schmelzbads schwimmt, abgekühlt ist, bildet sich eine Schlackenkruste, die die Schweißnaht auch bei hohen Temperaturen weiterhin schützt und vor Oxidation schützt.Wir liefern das Flussmittel für SAW,SJ101,SJ301,SJ302
Abbildung 5. Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen – WIG
Gas Tungstde Lichtbogenschweißen/Wolfram-Inertgasschweißen (GTAW oder WIG)
Unter WIG-Schweißen versteht man ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem Wolfram oder eine Wolframlegierung (Thoriumwolfram, Cerwolfram usw.) als Elektrode und Argon als Schutzgas verwendet werden, das als WIG-Schweißen oder GTAW-Schweißen bezeichnet wird.Während des Schweißens kann abhängig von der Nutform der Schweißnaht und der Leistung des Schweißguts Zusatzwerkstoff hinzugefügt oder nicht hinzugefügt werden.Normalerweise wird Zusatzmetall von der Vorderseite des Lichtbogens hinzugefügt.Aufgrund der Besonderheit von Aluminium-Magnesium und seinen Legierungsmaterialien ist zum Schweißen das Wechselstrom-Wolfram-Lichtbogenschweißen erforderlich, während für andere Metallmaterialien das Gleichstrom-Wolfram-Lichtbogenschweißen verwendet wird.Um den Wärmeeintrag zu kontrollieren, wird immer häufiger das gepulste Argon-Wolfram-Lichtbogenschweißen eingesetzt.Hauptsächlich werden WIG-Schweißdrähte verwendetAWS ER70S-6, ER80S-G,ER4043,ER5356,HS221und ETC.
Abbildung 5. Plasmalichtbogenschweißen
Plasmalichtbogenschweißen (PAW)
Der Plasmalichtbogen ist eine Sonderform des Lichtbogens.Der Lichtbogen besteht ebenfalls aus Wolfram oder einer Wolframlegierung (Thoriumwolfram, Cerwolfram usw.) als Lichtbogenelektrode, wobei Argon als Schutzgas verwendet wird. Die Wolframelektrode fährt jedoch nicht aus der Düse heraus, sondern zieht sich in die Düse zurück ist wassergekühlt, auch wassergekühlte Düse genannt.Das Inertgas ist in zwei Teile geteilt, ein Teil ist das zwischen der Wolframelektrode und der wassergekühlten Düse ausgestoßene Gas, das sogenannte Ionengas;Der andere Teil ist das zwischen der wassergekühlten Düse und der Schutzgashaube ausgestoßene Gas, Schutzgas genannt, das den Plasmalichtbogen als Wärmequelle zum Schweißen, Schneiden, Spritzen, Auftragen usw. nutzt.
Abbildung 5 Metall-Inertgas-Schweißen
Metall-Inertgasschweißen (MIG)
Beim MIG-Schweißen ersetzt der Schweißdraht die Wolframelektrode.Der Schweißdraht selbst ist einer der Pole des Lichtbogens und übernimmt die Rolle der elektrischen Leitung und des Lichtbogens. Gleichzeitig fungiert er als Füllmaterial, das unter der Wirkung des Lichtbogens kontinuierlich geschmolzen und in die Schweißnaht eingefüllt wird.Als Schutzgas rund um den Lichtbogen kann üblicherweise das Edelgas Ar, das Aktivgas CO eingesetzt werden2, oder das Ar+CO2Mischgas.MIG-Schweißen, bei dem Ar als Schutzgas verwendet wird, wird als MIG-Schweißen bezeichnet.MIG-Schweißen mit CO2Als Schutzgas wird CO genannt2Schweißen.Die beliebtesten MIG sindAWS ER70S-6, ER80S-G.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 17. August 2021