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Das Existenzgebiet des Sprhlichtbogens im Hochleistungsbe-reich erstreckt sich auf Drahtvorschubgeschwindigkeiten von 15bis ca. 22 m/min.

Hochleistungs-Kurzlichtbogen (MAGhk):

Die Bezeichnung Hochleistungs-Kurzlichtbogen ist nicht ge-

normt. Zur Einstellung des Hochleistungs-Kurzlichtbogens wirdgegenber den Einstellwerten des konventionellen Sprhlichtbo-gens die Schweispannung reduziert und der Kontaktrohrab-stand erhht, die Drahtvorschubgeschwindigkeit betrgt dabeica. 12 bis 20 m/min. Durch einen erhhten Kontaktrohrabstandvon bis zu 40 mm und eine reduzierte Schweispannung wird einDurchfallen bei dnnwandigen Blechen vermieden. Bedingtdurch den groen Kontaktrohrabstand erweicht das freie Draht-ende durch Widerstandserwrmung. Dadurch kann es durch dasMagnetfeld des Schweistroms geringfgig aus der Drahtachseausgelenkt werden, wobei das ausgelenkte Drahtende peri-odisch Kurzschlsse verursacht, Bild 5.

Bild 5. Prinzipdarstellung des Hochleistungs-Kurzlichtbogens.

Hochleistungs-Sprhlichtbogen (MAGhs):

Der Hochleistungs-Sprhlichtbogen ist gekennzeichnet durch ei-nen axialen, tropfenfrmigen Werkstoffbergang bei Drahtvor-schubgeschwindigkeiten oberhalb etwa 22 m/min und sollte auf-grund der hohen Fehlergefahr vermieden werden (kritischerBereich in Bild 3). Charakteristisch fr den Hochleistungs-Sprh-lichtbogen ist sein eng konzentriert brennender Lichtbogen, Bild6. Die Tropfengre entspricht etwa dem Drahtdurchmesser undkann am besten mit dem Eintropfen-Werkstoffbergang beim Im-pulslichtbogen verglichen werden.

Der konzentriert brennende Lichtbogen erzeugt im Grundwerk-stoff einen extrem tiefen und schmalen Einbrand, der oft nichtmehr mit Schmelze gefllt werden kann, es entsteht im Naht-grund der typische Hohlraum, Bild 7 rechts.

Rotierender Lichtbogen (MAGr)

Die Rotation des Lichtbogens setzt ein, wenn das Drahtendedurch die hohe Strombelastung erweicht und durch die vorhan-

denen Lichtbogenkrfte ausgelenkt wird, Bild 8.

Bild 6. Hochleistungs-Sprhlichtbogen(Draht- 1,2 mm, G3Si1, v D = 23 m/min).

Bild 8. Der rotierende Lichtbogen(Draht- 1,2 mm, G3Si1, v D = 28 m/min).

Bild 9. Einbrandprofil des rotierenden Lichtbogens am Beispiel einerKehlnaht in Position PA

(Draht-

1,2 mm, G3Si1, v D = 30 m/min).

Bild 7. Einbrandprofil des Hochlei-stungs-Sprhlichtbogens amBeispiel einer Kehlnaht-Schweiung in Position PA.

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Bei Kontaktrohrabstnden von 25 bis 35 mm sind hierfr Draht-vorschubgeschwindigkeiten von mindestens 20 bis 25 m/min er-forderlich. Die Auslenkung des freien Drahtendes aus der Draht-achse betrgt mehrere Millimeter. Der rotierende Lichtbogen istbreiter ausgebildet und erzeugt dabei ein charakteristisches Ge-rusch, das sich deutlich vom Gerusch des Sprhlichtbogensunterscheidet.

Vorteile des rotierenden Lichtbogens sind die sehr hohen Ab-schmelzleistungen, sicheres Aufschmelzen der Nahtflankendurch die Rotation und der wannenfrmige, teilweise auch tiefeEinbrand, Bild 9.

3.2 MSG-Hochleistungsschweien mit mehreren Drahtelektroden

MSG-Mehrdrahtprozesse, fr die in der Regel zwei Drahtelektro-den verwendet werden, knnen nur vollmechanisch oder auto-matisch ausgefhrt werden. Die Verwendung von drei oder mehrDrahtelektroden ist denkbar. Die stromfhrenden Drhte sind ineiner Gasdse (Brenner) positioniert und schmelzen in getrenn-ten Lichtbgen unter einer gemeinsamen Schutzgasabdeckungab. Die abschmelzenden Tropfen gehen in ein gemeinsamesSchmelzbad ber. Die Vorschubgeschwindigkeiten der Draht-elektroden knnen unterschiedlich sein, um z. B. die Nahtgeome-trie positiv zu beeinflussen.

Der Elektrodenabstand liegt zwischen 4 und 9 mm und ist abhn-gig vom Drahtdurchmesser, vom Werkstoff und von der Gesamt-stromstrke. Zu kleine Abstnde fhren bei den Mehrdraht-schweiprozessen zu einem gemeinsamen und dadurch instabi-len Lichtbogen. Zu groe Abstnde ergeben zwei getrennteSchmelzbder, so da die Schweigeschwindigkeit reduziertwerden mu.

Mit den Mehrdrahtprozessen knnen grundstzlich die gleichenWerkstoffe wie bei konventionellen MSG-Prozessen verschweitwerden. Oberflchenbeschichtungen knnen, wie bei anderenMSG-Prozessen auch, die Lichtbogenatmosphre bzw. dasLichtbogenverhalten und somit den Werkstoffbergang negativbeeinflussen und verringern die maximal erreichbare Schweige-schwindigkeit.

3.2.1 LichtbogenartenFr das MSG-HL-Schweien mit mehreren Drahtelektroden sindder Kurz-, Sprh- und Impulslichtbogen von Bedeutung. DieLichtbogenarten rotierender und Hochleistungs-Sprhlichtbogenwurden noch nicht beobachtet, der Hochleistungs-Kurzlichtbogenwird beim Mehrdrahtschweien z. Zt. nicht eingesetzt.

3.2.2 MSG-Doppeldrahtschweien

Hierbei haben beide Drahtelektroden ein gemeinsames Poten-tial, das durch ein gemeinsames Kontaktrohr mit zwei Draht-durchfhrungen oder durch zwei elektrisch verbundene Kontakt-rohre realisiert wird, Bild 10. Da beide Drhte ein gemeinsamesPotential besitzen, ist fr die Doppeldraht-Technik nur eine Ener-giequelle (Stromquelle) mit einer Steuerung erforderlich.

Bild 10. Prinzipskizze des Doppeldrahtschweiens.

Zwei Lichtbgen gleicher Stromrichtung werden durch die ma-gnetische Blaswirkung aufeinander zu bewegt. Beim MSG-Dop-peldrahtschweien wird durch einen optimierten Abstand der bei-den Drahtelektroden die Blaswirkung so genutzt, da die beidenLichtbgen und die mit dem Lichtbogen bergehenden abge-

schmolzenen Tropfen sich an einem gemeinsamen Punkt imSchweibad treffen. Der Werkstoffbergang mu bei der Doppel-draht-Technik kurzschlufrei sein, deshalb werden nur Sprh-lichtbogen und Impulslichtbogen eingesetzt.

Durch unterschiedliche Drahtvorschubgeschwindigkeiten sinddie Nahtgeometrie und Spritzerbildung zu beeinflussen. Dabei ist

die Vorschubgeschwindigkeit des nachlaufenden Drahtes in derRegel geringer eingestellt.

3.2.3 MSG-Tandemschweien

Hierbei haben beide Drahtelektroden unterschiedliche Potentiale,die durch zwei elektrisch getrennte Kontaktrohre realisiert wer-den, Bild 11. Fr die beiden Potentiale werden entsprechendzwei Energiequellen (Stromquellen), die in einem Gehuse in-stalliert sein knnen, und zwei Steuerungen bentigt.

Bild 11. Prinzipskizze des Tandemschweiens.

Beim Tandemschweien knnen Sprh- und Kurzlichtbogen ein-gesetzt werden, dies erfordert keine Verknpfung der Stromquel-len. Mit dem Sprhlichtbogen knnen sehr hohe Abschmelzlei-stungen und Schweigeschwindigkeiten realisiert werden.

Die Impulstechnik beim Tandemschweien erlaubt unterschiedli-che Varianten (Bild 12):

unsynchronisiert synchron und phasengleich

sychron und phasenverschobensowie die Kombination des Impulslichtbogens mit anderen Licht-bogenarten (z. B. Kurzlichtbogen, Sprhlichtbogen). Im Dnn-blechbereich und bei Zwangslagen ist dem Impulslichtbogen derVorzug zu geben.

4 Gltige Normen und technische Regeln

Die Normen sind zu beziehen beim Beuth-Verlag, Berlin,die Merkbltter und Richtlinien beim DVS-Verlag, Dsseldorf.

ISO 857 Schweien und verwandte Prozesse Schweienund Ltprozesse Begriffe

EN 440 Schweizustze Drahtelektroden und Schwei-gut zum Metallschutzgasschweien von unlegier-ten Sthlen und Feinkornsthlen Einteilung

DIN 1910-1 Schweien; Begriffe, Einteilung der Schweiver-fahren

DIN 1910-2 Schweien; Schweien von Metallen, VerfahrenDIN 1910-3 Schweien; Schutzgasschweien; VerfahrenMerkblattDVS 0909-2

Grundlagen des MSG-Hochleistungsschweiensmit Massivdrahtelektroden Anwendungstechni-sche Hinweise

RichtlinieDVS 0912

Metall-Schutzgasschweien von Stahl; Richtliniezur Verfahrensdurchfhrung Vermeiden von Bin-defehlern

MerkblattDVS 0926

Anforderungen an Schweianlagen zum Metall-Schutzgasschweien

MerkblattDVS 0932

MAG-Einstellpraxis Verfahrens- und bauteilab-hngige Einflsse auf die Nahtgeometrie

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Bild 12. Lichtbogenausbildung und Werkstoffbergang beim MSG-Tandemschweien am Beispiel des Impulslichtbogens bei synchronem und um50 % phasenverschobenem Stromverlauf.