Einführung
Das Elektrogasschweißen ist eine Variante des MIG/MAG-Verfahrens und des FCAW-Schweißverfahrens. Wie beim Elektroschlackeverfahren werden beim Elektrogasschweißen Halteschuhe verwendet, um das Schweißbad in der vertikalen Position zu begrenzen.
Die Bildung der Schutzatmosphäre und der Metalltransfer sind identisch mit dem MIG/MAG-Verfahren.
Zusätzlicher Schutz kann durch Injektion eines Gases oder einer Mischung von Gasen aus einer externen Quelle verwendet werden oder nicht.
Die mechanischen Aspekte des Elektrogasverfahrens ähneln denen des Elektroschlackeverfahrens und werden nach dem Start fortgesetzt, bis die Schweißung abgeschlossen ist.
Zu Beginn des Vorgangs wird eine abschmelzende Elektrode in Form eines massiven oder röhrenförmigen Drahts in einen Hohlraum eingeführt, der durch die Flächen der Fase der zu schweißenden Teile und durch die Halteschuhe gebildet wird. Zwischen der Elektrode und einer Platte, die sich an der Unterseite der Verbindung befindet, beginnt ein Lichtbogen.
Die Hitze des Lichtbogens schmilzt die Fasenflächen und die Elektrode, die kontinuierlich zugeführt wird.
Die geschmolzenen Metalle aus dem geschmolzenen Füllmetall und Grundmetall bilden ein Schmelzbad unterhalb des Lichtbogens und verfestigen sich.
Die Elektrode kann horizontal über die Fuge oszillieren, insbesondere bei dickeren Fugen, um Wärme und Schweißzusatz gleichmäßiger zu verteilen.
Wenn sich die Schweißnaht verfestigt, bewegen sich einer oder beide Schuhe zusammen mit dem Schweißkopf nach oben, um die Schweißung fortzusetzen. Obwohl die Achse vertikal ist, ist die Schweißposition die flache Position mit vertikaler Verschiebung.
Viele haben Schwierigkeiten, Elektroschlacke von Elektrogasschweißen zu unterscheiden. Um es leichter zu merken, denken Sie daran, dass Elektrogas "Gas" im Namen hat und wie ein GMAW in Elektroschlacke ist.
Die Bestandteile des Elektrogasschweißens sind im Wesentlichen:
Bei Stromquellen wie variabler Spannung (Konstantstrom), variabler Verschiebung (Konstantstrom) kann die vertikale Verschiebung durch Variieren des Lichtbogens gesteuert werden.
Die mechanischen Aspekte des Elektrogasverfahrens ähneln denen des Elektroschlackeverfahrens und werden nach dem Start fortgesetzt, bis die Schweißung abgeschlossen ist.
Wie beim Elektrogasverfahren geschweißt wird
Das Schweißen erfolgt normalerweise in einem Durchgang.Zu Beginn des Vorgangs wird eine abschmelzende Elektrode in Form eines massiven oder röhrenförmigen Drahts in einen Hohlraum eingeführt, der durch die Flächen der Fase der zu schweißenden Teile und durch die Halteschuhe gebildet wird. Zwischen der Elektrode und einer Platte, die sich an der Unterseite der Verbindung befindet, beginnt ein Lichtbogen.
Die Hitze des Lichtbogens schmilzt die Fasenflächen und die Elektrode, die kontinuierlich zugeführt wird.
Die geschmolzenen Metalle aus dem geschmolzenen Füllmetall und Grundmetall bilden ein Schmelzbad unterhalb des Lichtbogens und verfestigen sich.
Die Elektrode kann horizontal über die Fuge oszillieren, insbesondere bei dickeren Fugen, um Wärme und Schweißzusatz gleichmäßiger zu verteilen.
Wenn sich die Schweißnaht verfestigt, bewegen sich einer oder beide Schuhe zusammen mit dem Schweißkopf nach oben, um die Schweißung fortzusetzen. Obwohl die Achse vertikal ist, ist die Schweißposition die flache Position mit vertikaler Verschiebung.
Viele haben Schwierigkeiten, Elektroschlacke von Elektrogasschweißen zu unterscheiden. Um es leichter zu merken, denken Sie daran, dass Elektrogas "Gas" im Namen hat und wie ein GMAW in Elektroschlacke ist.
Schweißausrüstung
Die Grundausstattung für das Elektrogasschweißen ist ähnlich wie beim konventionellen Elektroschlackeschweißen. Der grundlegende Unterschied besteht in der Einführung von Schutzgas aus dem Lichtbogen und dem Schmelzbad, wenn Schutzgas benötigt wird (beim Elektrogasschweißen mit Fülldraht ist Schutzgas nicht immer erforderlich).Die Bestandteile des Elektrogasschweißens sind im Wesentlichen:
- Gleichstromquelle
- Wassergekühlte Schuhe, um das geschmolzene Lot aufzunehmen;
- Eine Schweißpistole;
- Gerät zum Füttern;
- Ein Mechanismus zum Schwingen einer Pistole beim Schweißen;
- Ausrüstung zur Bereitstellung von Schutzgas bei Verwendung.
Energiequelle
Die Stromquelle kann entweder eine Konstantspannungs- oder eine Konstantstromquelle sein. Wenn eine Einheit mit konstanter Spannung verwendet wird, kann die vertikale Verschiebung manuell oder durch eine Vorrichtung, wie beispielsweise eine photoelektrische Zelle, gesteuert werden, die die Höhe des Anstiegs des Schmelzbades erfasst.Bei Stromquellen wie variabler Spannung (Konstantstrom), variabler Verschiebung (Konstantstrom) kann die vertikale Verschiebung durch Variieren des Lichtbogens gesteuert werden.
Drahtvorschubgerät
Es ähnelt dem in automatischen MIG/MAG- und FCAW-Prozessen verwendeten. Der Vorschub muss in der Lage sein, die Elektrode mit hoher Geschwindigkeit zuzuführen und den Draht zu richten, indem er sein gerades Ende nimmt.Schweißpistole
Die Schweißpistole für das Elektrogasschweißen erfüllt die gleichen Funktionen wie die für das MIG/MAG- und Flachdrahtschweißen .
Es führt die Elektrode an die gewünschte Position am Fügespalt und überträgt den Schweißstrom auf die Elektrode und sorgt bei manchen Anwendungen für Schutzgas um Elektrode und Lichtbogen.
Der Hauptunterschied zwischen einer Elektrogaspistole und denen des MIG/MAG-Schweißens oder Fülldrahts ist die Begrenzung in der Abmessung parallel zur Wurzelöffnung zwischen den Blechen, da sich die Düse der Pistole an diese enge Öffnung anpassen muss. Die Breite der Pistole ist oft auf 10 mm begrenzt, damit sie einen ausreichenden horizontalen Hub haben kann.
Der Hauptunterschied zwischen einer Elektrogaspistole und denen des MIG/MAG-Schweißens oder Fülldrahts ist die Begrenzung in der Abmessung parallel zur Wurzelöffnung zwischen den Blechen, da sich die Düse der Pistole an diese enge Öffnung anpassen muss. Die Breite der Pistole ist oft auf 10 mm begrenzt, damit sie einen ausreichenden horizontalen Hub haben kann.
Halteschuhe
Wie beim Elektroschlackeschweißen werden Schuhe verwendet, um das Schweißbad zu halten. Normalerweise bewegen sich beide Schuhe im Verlauf der Schweißung nach oben. Bei einigen Schweißnähten kann einer der Schuhe eine stationäre Dichtung sein.
Damit sich das Kupfer der Schuhe nicht im Schmelzbad einschließt, werden diese mit Wasser gekühlt, damit sie nicht schmelzen
.
Beim Schweißen von Stahl mit Fülldraht ist CO2 das häufig verwendete Schutzgas. Die Mischung aus 80 % Argon und 20 % CO2 wird normalerweise zum Schweißen von Stahl mit Massivelektroden verwendet.
Einige röhrenförmige Elektroden sind vom selbstabschirmenden Typ. Wenn sie geschmolzen sind, erzeugen die Flussmittel ein Schutzgas, um das Füllmetall und das geschmolzene Schweißmetall zu schützen.
Die Wirtschaftlichkeit ist abhängig von Blechdicke und Fugenlänge. Das Verfahren wird hauptsächlich zum Schweißen von Kohlenstoffstählen und legierten Stählen verwendet, ist aber auch auf austenitische rostfreie Stähle und andere Metalle und Legierungen anwendbar, die durch MIG/MAG-Verfahren schweißbar sind. Die Basismetalldicke kann über einen Bereich von 10 bis 100 mm variieren. Üblicherweise wird bei Dicken über 75 mm das Elektroschlacke-Schweißverfahren eher empfohlen als das Elektrogas-Verfahren.
Je größer die zu schweißende Verbindung ist, desto effizienter ist dieser Prozess. Beim Schweißen vor Ort, beispielsweise an vertikalen Verbindungen großer Lagertanks, eliminiert das Verfahren den Arbeitsaufwand und die Kosten des manuellen Schweißens. Die Schweißgrößen des Elektrogasverfahrens sind denen des Elektroschlackeverfahrens ähnlich.
Die im Elektrogasprozess normalerweise verwendete Energie ist Gleichstrom, umgekehrte Polarität. Für das Elektrogasschweißen verwendete Stromquellen liegen normalerweise im Bereich von 750 bis 1000 A für 100 % Einschaltdauer (Dauerbetrieb).
Dabei muss die Wärme des Lichtbogens bei 30 bis 100 mm dicken Blechen gleichmäßig über die Naht gebracht werden, die Schweißpistole wird horizontal über das Schmelzbad oszilliert, um eine gleichmäßige Abscheidung des Metalls zu erreichen und die Schmelze beidseitig abzuschließen . Bei Blechen unter 30 mm Dicke ist normalerweise kein horizontales Schwenken erforderlich.
Alle Diskontinuitäten, die in Schweißnähten gefunden werden, die durch die beiden Verfahren hergestellt wurden, können in Schweißnähten gefunden werden, die durch Elektrogasschweißen hergestellt wurden. Die Ursache einiger Ungänzen, wie z. B. Bindefehler, kann jedoch beim Elektrogasschweißen eine andere sein.
Mit dem Elektrogas-Schweißverfahren unter normalen Betriebsbedingungen hergestellte Schweißnähte führen zu hochwertigen Schweißnähten ohne schädliche Unterbrechungen.
Diese Ungänzen müssen dem Schweißinspektor bekannt sein:
Wenn jedoch eine Elektrodenoszillation verwendet wird, kann sich die Schlacke in der Nähe eines Schuhs teilweise verfestigen, während sich der Lichtbogen in der Nähe des anderen Schuhs befindet. Wenn der Bogen zurückkehrt, kann die Schlacke eingebaut werden, wenn sie nicht umgeschmolzen wird.
Stört jedoch etwas die Schutzgasbeschichtung, können Porositäten entstehen. Andere Ursachen für Porosität können übermäßige Luftströmungen, Wasseraustritt aus Halteschuhen und Elektroden oder kontaminiertes Schutzgas sein.
Risse können sich bei hohen Temperaturen zusammen mit oder unmittelbar nach dem Erstarren bilden. Sie befinden sich nahe der Mitte der Schweißnaht (Hot Cracking).
Risse in der Schweißnaht können durch Modifizieren der Erstarrungscharakteristik der Schweißnaht vermieden werden. Dies kann erreicht werden, indem die Form des Schweißbades durch geeignete Änderungen der Schweißvariablen geändert wird.
Die Lichtbogenspannung sollte erhöht und die Stromstärke und Fahrgeschwindigkeit verringert werden. Oft kann es helfen, den Wurzelspalt zwischen den Blechen zu vergrößern, obwohl dies möglicherweise nicht kosteneffektiv ist.
Wenn Risse durch hohen Kohlenstoff- oder Schwefelgehalt im Stahl verursacht werden, sollte das Eindringen des Grundmetalls gering gehalten werden, um die Verdünnung des Grundmetalls in der Schweißnaht zu minimieren. Außerdem kann eine Elektrode mit hohem Mangangehalt zum Schweißen von Stählen mit hohem Schwefelgehalt verwendet werden.
Zusätzlich zu diesen Diskontinuitäten müssen wir Folgendes beachten:
Arten und Funktionen von Verbrauchsmaterialien – Elektroden und Gase
Es gibt zwei Arten von Elektroden, die beim Elektrogasschweißen verwendet werden, nämlich:- Rohrdraht (als interner Fluss);
- Massivdraht;
Beim Schweißen von Stahl mit Fülldraht ist CO2 das häufig verwendete Schutzgas. Die Mischung aus 80 % Argon und 20 % CO2 wird normalerweise zum Schweißen von Stahl mit Massivelektroden verwendet.
Einige röhrenförmige Elektroden sind vom selbstabschirmenden Typ. Wenn sie geschmolzen sind, erzeugen die Flussmittel ein Schutzgas, um das Füllmetall und das geschmolzene Schweißmetall zu schützen.
Funktionen und Anwendungen
Das Elektrogasschweißen wird zum Verbinden dicker Bleche verwendet, die in vertikaler Position geschweißt werden müssen oder zum Schweißen vertikal positioniert werden können. Das Schweißen erfolgt in der Regel in einem Durchgang.Die Wirtschaftlichkeit ist abhängig von Blechdicke und Fugenlänge. Das Verfahren wird hauptsächlich zum Schweißen von Kohlenstoffstählen und legierten Stählen verwendet, ist aber auch auf austenitische rostfreie Stähle und andere Metalle und Legierungen anwendbar, die durch MIG/MAG-Verfahren schweißbar sind. Die Basismetalldicke kann über einen Bereich von 10 bis 100 mm variieren. Üblicherweise wird bei Dicken über 75 mm das Elektroschlacke-Schweißverfahren eher empfohlen als das Elektrogas-Verfahren.
Je größer die zu schweißende Verbindung ist, desto effizienter ist dieser Prozess. Beim Schweißen vor Ort, beispielsweise an vertikalen Verbindungen großer Lagertanks, eliminiert das Verfahren den Arbeitsaufwand und die Kosten des manuellen Schweißens. Die Schweißgrößen des Elektrogasverfahrens sind denen des Elektroschlackeverfahrens ähnlich.
Die im Elektrogasprozess normalerweise verwendete Energie ist Gleichstrom, umgekehrte Polarität. Für das Elektrogasschweißen verwendete Stromquellen liegen normalerweise im Bereich von 750 bis 1000 A für 100 % Einschaltdauer (Dauerbetrieb).
Dabei muss die Wärme des Lichtbogens bei 30 bis 100 mm dicken Blechen gleichmäßig über die Naht gebracht werden, die Schweißpistole wird horizontal über das Schmelzbad oszilliert, um eine gleichmäßige Abscheidung des Metalls zu erreichen und die Schmelze beidseitig abzuschließen . Bei Blechen unter 30 mm Dicke ist normalerweise kein horizontales Schwenken erforderlich.
Durch das Elektrogas-Schweißverfahren induzierte Diskontinuitäten
Das Elektrogasschweißen ist im Grunde ein MIG/MAG- oder Fülldrahtschweißverfahren.Alle Diskontinuitäten, die in Schweißnähten gefunden werden, die durch die beiden Verfahren hergestellt wurden, können in Schweißnähten gefunden werden, die durch Elektrogasschweißen hergestellt wurden. Die Ursache einiger Ungänzen, wie z. B. Bindefehler, kann jedoch beim Elektrogasschweißen eine andere sein.
Mit dem Elektrogas-Schweißverfahren unter normalen Betriebsbedingungen hergestellte Schweißnähte führen zu hochwertigen Schweißnähten ohne schädliche Unterbrechungen.
Diese Ungänzen müssen dem Schweißinspektor bekannt sein:
Schlackeneinschlüsse
Der Prozess erfolgt normalerweise in einem Durchgang, sodass keine Schlackenentfernung erforderlich ist. Die Erstarrungsgeschwindigkeit des Lotes ist relativ gering. Es steht der geschmolzenen Schlacke viel Zeit zur Verfügung, um an die Oberfläche des Schmelzbades zu schwimmen.Wenn jedoch eine Elektrodenoszillation verwendet wird, kann sich die Schlacke in der Nähe eines Schuhs teilweise verfestigen, während sich der Lichtbogen in der Nähe des anderen Schuhs befindet. Wenn der Bogen zurückkehrt, kann die Schlacke eingebaut werden, wenn sie nicht umgeschmolzen wird.
Porosität
Rohrförmige Elektroden enthalten im Kern desoxidierende und dehydratisierende Elemente. Eine Kombination aus Schutzgas und schlackenbildenden Verbindungen aus dem Elektrodenkern ergibt in der Regel eine gesunde, porenfreie Schweißnaht.Stört jedoch etwas die Schutzgasbeschichtung, können Porositäten entstehen. Andere Ursachen für Porosität können übermäßige Luftströmungen, Wasseraustritt aus Halteschuhen und Elektroden oder kontaminiertes Schutzgas sein.
Risse
Sie treten unter normalen Schweißbedingungen nicht auf. Durch das relativ langsame Aufheizen und Abkühlen der Schweißnaht wird die Gefahr der Entstehung von Kaltrissen (Wasserstoffrissen) erheblich reduziert.Risse können sich bei hohen Temperaturen zusammen mit oder unmittelbar nach dem Erstarren bilden. Sie befinden sich nahe der Mitte der Schweißnaht (Hot Cracking).
Risse in der Schweißnaht können durch Modifizieren der Erstarrungscharakteristik der Schweißnaht vermieden werden. Dies kann erreicht werden, indem die Form des Schweißbades durch geeignete Änderungen der Schweißvariablen geändert wird.
Die Lichtbogenspannung sollte erhöht und die Stromstärke und Fahrgeschwindigkeit verringert werden. Oft kann es helfen, den Wurzelspalt zwischen den Blechen zu vergrößern, obwohl dies möglicherweise nicht kosteneffektiv ist.
Wenn Risse durch hohen Kohlenstoff- oder Schwefelgehalt im Stahl verursacht werden, sollte das Eindringen des Grundmetalls gering gehalten werden, um die Verdünnung des Grundmetalls in der Schweißnaht zu minimieren. Außerdem kann eine Elektrode mit hohem Mangangehalt zum Schweißen von Stählen mit hohem Schwefelgehalt verwendet werden.
Zusätzlich zu diesen Diskontinuitäten müssen wir Folgendes beachten:
- Die hohe Abscheidungsrate dieses Prozesses impliziert ein hohes Risiko von Bindefehlern;
- Das Elektrogasschweißen hat wie das Elektroschlackeschweißen das Problem der Überhitzung: Die grobe Körnung der Schweißnaht und angrenzender Bereiche hat mangelhafte Eigenschaften in Bezug auf die Zähigkeit. Nach dem Schweißen kann eine Wärmebehandlung erforderlich sein.
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Luz, Gelson. Was ist Elektrogasschweißen (EGW)?. Materialien Blog. Gelsonluz.com. dd mmmm jjjj. URL.
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