-Schweißen, ein zukunftsorientiertes MAG-Hochleistungsverfahren. Dipl.-Ing. D. Dzelnitzki, Mündersbach

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1 Das -Schweißen, ein zukunftsorientiertes MAG-Hochleistungsverfahren Dipl.-Ing. D. Dzelnitzki, Mündersbach 1 Einleitung Um dem internationalen Wettbewerbsdruck standzuhalten, sind besonders die Hersteller schweißintensiver Produkte gezwungen, ständig ihre Fertigungsprozesse zu optimieren und leistungsfähiger zu gestalten. Der Schlüssel dazu ist der Einsatz neuer zukunftsträchtiger Technologien und die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit vorhandener Produktionsmethoden. Das HIGH- SPEED - Schweißen ist ein Verfahren, das beide Wege miteinander verbindet. Moderne Stromquellentechnik ermöglicht es, das konventionelle MAG- Schweißen weit über seine bisher praktisch genutzte Leistungsgrenze auszudehnen und somit zu einem interessanten Hochleistungsverfahren zu machen. Die Erhöhung der Abschmelzleistung und der Schweißgeschwindigkeit erschließen das HIGH- SPEED - Schweißen außerdem für völlig neue Anwendungsgebiete, die gegenwärtig vor allem dem UP- Schweißverfahren zugeordnet werden. 2 Leistungsmerkmale des HIGH- SPEED - Schweißens 2.1 Verfahrensprinzip Das MAG- Hochleistungsverfahren HIGH- SPEED erlaubt, Drahtelektroden mit Vorschubgeschwindigkeiten bis 30 m/min zu verschweißen. Der Werkstoffübergang von der Elektrode zum Grundwerkstoff erfolgt im Sprühlichtbogenbereich. Dabei sind zwei unterschiedliche Übergangsformen charakteristisch: Bild 1. Strömungsübergang [1] Bild 2. Rotationsübergang [1] Der Strömungsübergang, Bild 1 und der Rotationsübergang, Bild 2. Der axiale Strömungsübergang bei hoher Stromstärke wird durch eine konische Elektrodenspitze geprägt, von der die Plasmaströmung trapezförmig auseinanderläuft. Der hohe Plasmadruck erzeugt im Grundwerkstoff ein Einbrandprofil, das durch einen schmalen, tiefen Kern und eine flache, muldenförmige Randzone gekennzeichnet ist [1], Bild 3. Der übliche Kontaktrohrabstand beträgt etwa mm. Der Rotationsübergang entsteht dagegen bei Ausbildung langer Flüssigkeitssäulen an der abschmelzenden Elektrode. Infolge sehr hoher Stromstärke und großer freier Drahtlänge wird die Temperatur am Tropfenansatz so groß, daß der Draht bereits ohne Einwirkung des Lichtbogens schmilzt [1]. Der Kontaktrohrabstand liegt in diesem Falle zwischen 25 und 35 mm. Aufgrund eines starken magnetischen Längsfeldes rotiert diese Flüssigkeitssäule um ihre Symmetrieachse und weitet die Lichtbogensäule konisch auf [1]. Die Tropfen gehen radial zum Grundwerkstoff über und bewirken einen relativ flachen und breiten Einbrand, Bild 3. Bild 3. Einbrandprofile des konventionellen Sprühlichtbogens (links und des rotierenden Sprühlichtbogens (rechts [2] 2.2 Drahtelektroden - Schutzgas - Kombinationen und Arbeitsbereiche Das HIGH- SPEED - Schweißen ist für die Drahtelektrodendurchmesser 1,0 und 1,2 mm ausgelegt. Kleinere Drahtdurchmesser sind aufgrund ihrer geringen Förderstabilität bei hohen Drahtvorschubgeschwindigkeiten weniger geeignet. Größere Drahtdurchmesser scheiden für den Rotationsübergang aus, da die zur Rotation erforderliche Temperatur am Tropfenansatz bei technisch sinnvollen freien Drahtlängen nicht erreicht wird [1]. Um einen stabilen Schweißprozeß sicherzustellen, sollten die Drahtelektroden lagenweise gespult sein und ein konstant gutes Gleitverhalten aufweisen. Die verwendeten Draht- Schutzgas- Kombinationen setzen sich aus Massiv- und Fülldrahtelektroden und Standard- Zweikomponentengasen zusammen. Der Anwendungsbereich umfaßt die unlegierten Stähle und Feinkornstähle mit einer Mindeststreckgrenze bis zu 500 N/mm 2. Während im Bereich des konventionellen Sprühlichtbogens (Strömungsübergang hauptsächlich kohlendioxidhaltige Mischgase zur Anwendung kommen, wird der rotierende Sprühlichtbogen (Rotationsübergang unter vorwiegend sauerstoffhaltigen Gasgemischen erreicht. Der Grund dafür liegt in der Eigenschaft von Argon- Sauerstoff- Gemischen, die im Werkstoffübergang eine längere Flüssigkeitssäule an der abschmelzenden Elektrode ausbilden [4] und somit die Rotation begünstigen. Im Vergleich dazu erfordern Mischgase aus Argon und Kohlendioxid größere Lichtbogenspannungen [4] und verschieben den Arbeitsbereich des Strömungsübergangs zu höheren Stromstärken. Die Standardgase aus 82% Ar + 18% CO 2 und 92%Ar + 8% CO 2 erweitern den Stabilitätsbereich des konventionellen Sprühlichtbogens [3] mit Massivdrähten des Durchmessers 1,0 mm bis zu Drahtvorschubgeschwindigkeiten von ca. 24 m/min, des Durchmessers 1,2 mm bis etwa 23 m/min Drahtvorschub. Rutilfülldrähte und basische Fülldrähte des Durchmessers 1,2 mm können dagegen bis 30 m/min Drahtfördergeschwindigkeit verschweißt werden. Hierbei tritt kein Übergang zum rotierenden Sprühlichtbogen auf [5]. Um den Arbeitsbereich des Rotationsübergangs zu nutzen, findet das Standardgas aus 96% Ar + 4% O 2 seine Anwendung. Der Einsatz dieses Schutzgases verkleinert den Übergangsbereich zwischen konventionellem und rotierendem Sprühlichtbogen [3] und stabilisiert diesen schon bei Drahtvorschüben ab ca. 23 m/min, Bild EWM HIGHTEC WELDING GmbH 1/7 WM008900; 08.00

2 Schweißspannung [V] KLB (MLB K-SLB R-SLB 15mm 20mm 30mm Schweißstrom [A] 2, Drahtvorschub [m/min] Bild 4. Lichtbogenarten und ihre Leistungsbereiche [2] Es werden Drahtvorschubgeschwindigkeiten, sowohl beim 1,0 mm als auch beim 1,2 mm Massivdraht, bis zu 30 m/min erreicht. 2.3 Anforderungen an Stromquelle und Ausrüstung KLB Kurzlichtbogen MLB Mischlichtbogen K-SLB konventioneller Sprühlichtbogen R-SLB rotierender Sprühlichtbogen Die Stromquelle integral inverter MIG 500 HIGH- SPEED, Bild 5, ist für das MAG- Hochleistungsschweißen als Inverterstromquelle auf 500A/60%ED (400A/100% ED ausgelegt. Außerdem sind das MIG/MAG- Standard- und Impulsschweißen, das WIG- Gleichstromschweißen, sowie das E- Hand- Schweißen verfügbar. Möglich wird diese Kombination der Schweißverfahren durch ein Inverterleistungsmodul. Vorteile des Inverters sind die im Verhältnis kleineren Bauabmessungen, der hohe Wirkungsgrad, die Unempfindlichkeit gegenüber Netzschwankungen und somit die sehr gute Reproduzierbarkeit der Schweißparameter [6]. Die Steuerung der Stromquelle erfolgt nach dem Einknopfsystem (Synergic. Über eine programmierte Kennlinie wird die elektrische Leistung und die Drahtvorschubgeschwindigkeit mit einem Bedienknopf stufenlos eingestellt. Die Lichtbogenlänge kann zusätzlich korrigiert werden. Das System aus Inverter und Steuerung befähigt den Lichtbogen auf verschiedene Beeinflussungen sehr schnell zu reagieren, um Leistungsparameter, unabhängig von der Kabellänge im Schweißstromkreis, konstant zu halten [6]. Eine einfache Handhabung der Stromquelle ist mit dem Bedienmodul Kontaktrohrabstand PROGRESS 4, Bild 6, sichergestellt. Es bietet dem Anwender die Möglichkeit, Schweißprogramme zu erstellen und abzuspeichern. Über den Brennertaster können unterschiedliche Arbeitspunkte abgerufen werden, die erstens mit einer reduzierten Schweißleistung sicher starten (P1, damit Anfangsbindefehler vermeiden und zweitens am Schweißnahtende eine definierte Absenkung der Schweißleistung gestatten um den Endkrater aufzufüllen (P4,Bild 7. Außerdem kann der Anwender jederzeit während des Schweißens durch Brennertasterdruck einen Arbeitspunkt niederer Leistung aktivieren, der z.b. das Umschweißen von Werkstückecken ermöglicht (P3. Ein wichtiger Bestandteil ist die Drahtvorschubeinheit. Der tachogeregelte 4- Rollen- Drahtvorschub mit hohem Anlaufdrehmoment und Durchzugsvermögen garantiert stabile Drahtvorschubgeschwindigkeiten bis 30 m/min. Den hohen thermischen Belastungen muß der angeschlossene Schweißbrenner standhalten. Sein konstruktiver Aufbau erfordert Bild 6. Bedienoberfläche PROGRESS 4 sowohl die Wasserkühlung des Kontaktrohres als auch der Schutzgasdüse. Ein Kontaktrohrrücksprung sichert auch bei längerem Kontaktrohrabstand die ausreichende Schutzgasabdeckung der Schweißnaht. Bei manueller Anwendung werden Drahtvorschubgeschwindigkeiten bis etwa 23 m/min im konventionellen Sprühlichtbogenbereich realisiert. Darüber hinaus ist eine Vollmechanisierung bzw. Automatisierung anzuraten. Die Stromquelle verfügt über beide Varianten. Außerdem kann mit einer serienmäßigen Schnittstelle, jederzeit eine Schweißdatendokumentation in Verbindung mit der Meßwerterfassungs- und Überwachungssoftware Q-DOC 9000 vorgenommen werden, Bild 8. Bild 5. Schweißstromquelle integral inverter MIG 500 HIGH- SPEED 2000 EWM HIGHTEC WELDING GmbH 2/7 WM008900; 08.00

3 1.Takt 2.Takt 3.Takt 4.Takt P Schweißleistung Zeit t Startstrom P1 Schweißstrom P2 verminderter Schweißstrom P3 Schweißstrom P2 Gasvorströmzeit Endkraterstrom P4 Drahtrückbrand Gasnachströmzeit Bild 7. Programmablauf des PROGRESS 4 - Bedienmoduls bei HIGH- SPEED 3 Schweißtechnische Versuche- Untersuchungsbericht der Schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt Mecklenburg- Vorpommern (SLV 3.1 Versuchsdurchführung Um die praktische Anwendung, besonders des rotierenden Sprühlichtbogens zu erweitern, führte die SLV in Rostock im Auftrag von EWM High- Tech Precision Schweißtechnik GmbH zum Thema: Untersuchung des Einflusses verschiedener Schutzgase unter Veränderung der Schweißparameter beim MAG- Hochleistungsschweißen mit rotierendem Sprühlichtbogen [7] eine Vielzahl von Schweißversuchen durch. Ziel war es, optimale Schweißparameter und Randbedingungen für die Schweißpraxis zu erarbeiten. Ausgegangen wurde dabei von den guten Eigenschaften des rotierenden Sprühlichtbogens, kerbfreier Übergang zwischen Grundwerkstoff und Schweißnaht und der hohen Abschmelzleistung in Wannenposition (PA.Besonderes Augenmerk galt den Schutzgasen, da vorwiegend ihre Kosten einen wirtschaftlichen Praxiseinsatz bestimmen [8]. Vor diesem Hintergrund lag es nahe zwei Standard- Zweikomponentengase, einem Drei- und Vierkomponentengas (T.I.M.E-Gas gegenüber zu stellen. Unter Beibehaltung der Grundeinstellungen Schweißstromquelle: integral inverter MIG 500 HIGH- SPEED von EWM High- Tech Precision Schweißtechnik GmbH Grundwerkstoff: St 37,t = 20 mm, St 52-3, t = 12 mm Zusatzwerkstoffe: G3Si1 (Union K 52 T, 1,0 mm und 1,2 mm Brenneranstellwinkel: 10 0 stechend Schweißposition: Wanne (PA Schweißgeschwindigkeit: 0,5 m/min Bild 8. Grafische Darstellung der Schweißparameter beim HIGH- SPEED - Schweißen 2000 EWM HIGHTEC WELDING GmbH 3/7 WM008900; 08.00

4 standen die Schutzgase: 3.2 Versuchsauswertung - T.I.M.E.- Gas (65% Ar + 26,5% He + 8% CO 2 + 0,5 O 2 - Zweikomponentengas (96% Ar + 4% O 2 - Zweikomponentengas (92% Ar + 8% CO 2 - Dreikomponentengas (72% Ar + 20% He + 8% CO 2 Die schweißtechnischen Ergebnisse dieser Untersuchungen verdeutlichen den Einfluß der verschiedenen Schutzgase auf den MAG- Hochleistungsprozeß. So stellte sich vor allem das Zweikomponentengas aus 96% Ar + 4 % O 2 als optimales Schutzgas dar. Sehr gute Schweißergebnisse sind schon bei relativ niedrigen Spannungswerten für den rotierenden Sprühlichtbogen erreichbar. Die Lichtbogenrotation war im Vergleich der vier Gase eindeutig am besten. Es wurden Schweißgeschwindigkeiten bis 0,5 m/min erzielt, zum Test. Das Schweißen der Kehlnähte erfolgte in Position PA (Wannenlage bei maschineller Brennerführung. Um die große Anzahl der Versuchsparameter systematisch zu untersuchen, ohne die Anzahl der Versuche unnötig in die Höhe zu treiben, wurde mit einem Faktorplan gearbeitet. Der Faktorplan der 1. Versuchsreihe hatte die Art 2 4. Dabei variierten die einzustellenden Schweißparameter wie folgt: Drahtdurchmesser 1,0 mm U S V Dr Kontaktrohrabstand Schutzgasmenge sowie Drahtdurchmesser U S V Dr Kontaktrohrabstand Schutzgasmenge 28V / 42V 23m/min / 27m/min 28 mm / 32 mm 22 l/min / 28 l/min T.I.M.E.- Gas 1,2 mm 44V / 48V 26m/min / 30m/min 29 mm / 33 mm 22 l/min / 28 l/min T.I.M.E.- Gas Der Einfluß der Schutzgasmenge zeigte sich in Form von Lichtbogenauswanderungen. Diese konnten bei höherem Durchfluß minimiert werden. Da ab einer Schutzgasmenge von 25 l/min jedoch keine erkennbare Verbesserung bei den o.g. Einstellungen auftrat, wurde der Wert für alle Untersuchungen übernommen. Dadurch reduzierte sich der weitere Versuchsablauf auf einen Faktorplan. Die folgende Variation der Schweißparameter: Spannung Drahtvorschubgeschwindigkeit Kontaktrohrabstand bezog sich auf jeden Drahtdurchmesser und jedes Schutzgas. Als visuelle Bewertungskriterien der Schweißversuche dienten die Rotation des Lichtbogens, die Prozeßstabilität und das äußere Nahtaussehen (glatte Nahtoberfläche, keine Einbrandkerben, flache Naht. Auf dieser Basis wurden die maximal erzielbaren Schweißgeschwindigkeiten (Schrittweite von 0,1 m/min ermittelt. Die Aufzeichnung der Schweißparameter erfolgte mit Hilfe der EWM- Dokumentationssoftware Q- DOC Zur Begutachtung der inneren Nahtqualität sind von allen Proben Makroschliffe ausgewertet worden. Zusätzliche Härtemessungen nach Vickers über die Schweißnaht (DIN für die am besten beurteilten Schweißproben vervollständigen die Untersuchungen zum MAG- Hochleistungsschweißen [7]. Bild 9. Querschliff an Kehlnaht, Bild 10. Querschliff an Kehlnaht Probe 406, s. Kap Probe 302, s. Kap ohne das es zu Auswanderungen des Lichtbogens und Einbrandkerben kam, Bild 9 und 10. Bei den Schweißungen mit T.I.M.E.- Gas trat der rotierende Sprühlichtbogen nur bei höheren Spannungswerten auf. Die Abhängigkeit vom Kontaktrohrabstand war hier am geringsten. Es ergaben sich Schweißgeschwindigkeiten bis 0,7 m/min. Das Dreikomponentengas (72% Ar + 20% He + 8% CO 2 erzielte einen rotierenden Sprühlichtbogen beim Drahtdurchmesser 1,0 mm ebenfalls ausschließlich bei höheren Spannungswerten. Gute Hochleistungsschweißergebnisse erbrachte der Drahtdurchmesser 1,2 mm, wenn auch nur im konventionellen Sprühlichtbogenbereich. Die erreichten Schweißgeschwindigkeiten lagen bei 0,7 m/min. Das Zweikomponentengas aus 92% Ar + 8% CO 2 erwies sich für den Drahtdurchmesser 1,0 mm bedingt geeignet zum Schweißen mit rotierendem Sprühlichtbogen, da ein stabiler Schweißprozeß nur in einem kleinen Prozeßfenster möglich war. In Verbindung mit dem Drahtdurchmesser 1,2 mm konnte der rotierende Sprühlichtbogen nur einmal bei optimalen Schweißparametern erzeugt werden. Die Schweißgeschwindigkeit betrug 0,6 m/min. Besonders im konventionellen Sprühlichtbogenbereich stellten sich gute Ergebnisse ein. Für den Kontaktrohrabstand wurde ein Bereich betrachtet, der eine sichere Lichtbogenrotation gewährleistet. Ab einer freien Drahtlänge von 25 mm war diese Voraussetzung erfüllt. Vor allem bei den Zweikomponentengasen zeigte sich, daß bei zunehmender Drahtvorschubgeschwindigkeit auch ein größerer Kontaktrohrabstand zu wählen ist, um einen stabilen Schweißprozeß mit rotierendem Sprühlichtbogen zu erhalten EWM HIGHTEC WELDING GmbH 4/7 WM008900; 08.00

5 Poren in der Schweißverbindung traten ausschließlich bei Versuchen mit T.I.M.E.- Gas und beim Dreikomponentengas, den Gasen mit einem Heliumanteil, auf. Eine Abhängigkeit von bestimmten Parametern wie Kontaktrohrabstand oder Spannung war nicht zu erkennen. Zusammenfassend ist zu bemerken, daß das Schutzgas 96%Ar + 4%O 2 für das MAG- Hochleistungsschweißen mit rotierendem Sprühlichtbogen von den hier untersuchten Schutzgasen als bestes einzustufen ist. Sowohl die Stabilität des Schweißprozesses als auch seine Unempfindlichkeit gegenüber Parameterschwankungen machen den Einsatz dieses Schutzgases unter den Gesichtspunkten der Verfügbarkeit des Gases und dessen Kosten interessant [7] Ermittelte Schweißparameter Die Schweißparameter, Tabelle 1, ergaben für die jeweilige Draht- Schutzgas- Kombination die höchstmöglichen Schweißgeschwindigkeiten bei optimaler Nahtausbildung [7] Härtemessungen Die ausgewählten Schweißproben, Tabelle 1, wurden Härtemessungen unterzogen, Bild 11. Bild 12. Gemessener Härteverlauf nach Vickers (HV5 Schweißverbindung ist, neben dem Schweißgut (SG, die Wärmeeinflußzone (WEZ. Eine kritische Härte stellt bei vielen Abnahmeorganisationen die Härte von 350 HV dar. Diese Härte ergibt sich besonders unter schroffen Abkühlbedingungen. Durch die sehr hohen Strom- und Spannungswerte, bei vergleichsweise Gas 1. T.I.M.E: 65%Ar + 8%CO 2 + 0,5%O ,5%He 2. T.I.M.E: 65%Ar + 8%CO 2 + 0,5%O ,5%He Draht [mm] U s [V] I s [A] V dr [m/min] Gasfluß [l/min] Kontaktrohrabst. [mm] Probe Schweißgeschwindigkeit [m/min] 1, ,6 1, , %Ar + 4%O 2 1, , %Ar + 4%O 2 1, , %Ar + 8%CO 2 1, , %Ar + 8%CO 2 1, , %Ar + 8%CO %He 1, , %Ar + 8%CO %He 1, ,7 Tabelle 1. Schweißparameter der Versuchsschweißungen Die Werkstoffhärte wird mit dem Ziel ermittelt, die Bereiche höchster Härte festzustellen und über die Höhe der Härtezahlen Rückschlüsse auf das zu erwartende Werkstoffverhalten zu ziehen [9]. Von entscheidender Bedeutung für die Eigenschaften einer geringer Schweißgeschwindigkeit, wird von diesem Schweißverfahren sehr viel Wärme in das Bauteil eingebracht, so daß sich keine hohen Härtewerte einstellen können. Alle gemessenen Härtewerte liegen deutlich unter dem kritischen Wert von 350 HV, Bild 12, [7] Gefügeausbildung und mechanische Kennwerte Zur komplexen Beurteilung der Gefügestruktur wurden Makro- und Mikroschliffe von Schweißgut und WEZ angefertigt. Dazu waren Schweißungen an einem St 52-3 sowie an einem TM- Stahl mit abgesenktem Kohlenstoffgehalt, L36TM (t=12mm, herzustellen. Die chemische Zusammensetzung der Werkstoffe enthält Tabelle 2. Bild 11. Aufgebrachte Härtelinie Die Schweißparameter der Proben 406 und 302 kamen zur Anwendung. Sie stellten in den Untersuchungen die Parameterkombinationen dar, mit denen ein optimaler Schweißprozeß sichergestellt werden konnte EWM HIGHTEC WELDING GmbH 5/7 WM008900; 08.00

6 C Si Mn P S Cr Ni Mo V ST ,140 0,440 1,410 0,011 0,015 0,052 0,001 0,020 0,003 L36TM 0,090 0,430 1,400 0,011 0,0007 0,023 0,026 0,005 0,001 Tabelle 2. Chemische Zusammensetzung der Versuchswerkstoffe Die Ausbildung des Mikrogefüges der WEZ des St 52-3 und eine Kalkulation der Abkühlzeit (t 8/5 mit dem schweißtechnischen Beratungssystem WELDWARE ergibt eine gute Übereinstimmung. WEZ von 178 HV5 gemessen. Die Unterschreitung der kalkulierten Härtewerte kann darin begründet sein, daß die Schweißproben in ihren Dimensionen zu klein waren, und es aufgrund des hohen Bild 13. Mechanische Kennwerte des St 52-3 in Abhängigkeit von der Abkühlzeit t 8/5 Die gemessenen Härtewerte konvergieren mit denen von WELDWARE ermittelten. Sie lagen bei den geschweißten Proben um 270 HV5, WELDWARE errechnet für Abkühlzeiten über 10 s Härtewerte kleiner 278 HV. Ein Abkühlzeitbereich (t 8/5 von ca s läßt mechanische Kennwerte erwarten, die bei ausreichender Festigkeit auch eine gute Zähigkeit erreichen, Bild 13. Abkühlzeiten über 10 s stellen sich bei diesen Schweißparametern mit Schweißgeschwindigkeiten um 0,4 m/min ein. Der thermomechanisch behandelte Stahl L36TM erbringt für den von WELDWARE auf Basis der Schweißparameter, kalkulierten Abkühlzeitbereich über 10 s, Härtewerte unter 251 HV. Diese Werte gelten für 3-dimensionale Wärmeableitung, d.h. beim kritischen Fall des Schweißens massiver Bauteile. Bei den untersuchten Schweißproben wurden Maximalhärten in der Wärmeeintrages nicht zu der in massiven Bauteilen schnellen Wärmeableitung kam. Die Auswertung der Gefügeaufnahmen weist keine Martensitanteile auf, ein Fakt dafür, daß die Abkühlzeit über 12 s liegen muß. Das läßt auf die in Bild 14 dargestellten mechanischen Kennwerte schließen. Es zeigt sich, daß das HIGH- SPEED Schweißen von thermomechanisch behandelten Stählen, die sich durch geringe Kohlenstoffgehalte auszeichnen, problemlos durchführbar ist [7]. Bild 14. Mechanische Kennwerte des L36TM in Abhängigkeit von der Abkühlzeit t 8/ EWM HIGHTEC WELDING GmbH 6/7 WM008900; 08.00

7 4 Praktische Erfahrungen und Perspektiven Die Anwendungsgebiete des MAG- Hochleistungsverfahrens HIGH- SPEED ergeben sich automatisch durch eine höhere Schweißgeschwindigkeit beim konventionellen Sprühlichtbogenschweißen im Bereich kleiner und mittlerer Materialdicken. Der rotierende Sprühlichtbogen wird vorwiegend bei mittleren bis großen Materialdicken zum Einsatz gelangen. Die hohe Abschmelzleistung läßt sich vor allem in Wannenlage umsetzen. Die flache Nahtform und die sichere Flankenbindung qualifizieren diesen Schweißprozeß auch für dynamisch beanspruchte Bauteile. Damit stellt das MAG- Hochleistungsschweißen eine echte Alternative zum Unterpulverschweißen dar. Überall dort, wo keine UP- Schweißanlage zur Verfügung steht, oder der notwendige Platzbedarf aus konstruktiven Gründen nicht bereit gestellt werden kann, ist an eine Anwendung zu denken. Außerdem ist die Stromquelle integral inverter MIG 500 HIGH- SPEED durch geringere Baugröße und zusätzliche Schweißprogramme zum manuellen Schweißen flexibler als die UP- Maschine. Ein Praxisbeispiel aus einem Stahlbaubetrieb wird dies belegen. Dort werden 20 mm dicke Flachprofile auf Kastenprofile der Wandstärke 10 mm geschweißt. Der Werkstoff ist ein St 52-3, die Nahtvorbereitung der Längsnaht ein V. In der Vergangenheit wurde die Schweißaufgabe durch vollmechanisiertes MAG- Schweißen gelöst. Die Anschaffung einer UP- Alt Neu Einsparung Anzahl der Lagen Drahtvorschubgeschwindigkeit Schweißgeschwindigkeit 10 m/min 26 m/min 0,46 m/min 0,40 m/min Gesamtschweißzeit 6,5 min 2,5 min 4 min mittlerer Gasverbrauch 15 l/min 25 l/min Gesamtgasverbrauch 97,5 l 62,5 l 35 l Alt Neu Steigerung Abschmelzleistung 5,3 kg/h 13,7 kg/h 8,4 kg/h Tabelle 3. Gegenüberstellung von MAG- und HIGH- SPEED - Schweißen bezogen auf 1m Schweißnaht, Drahtdurchmesser: 1,2 mm Stromquelle sollte hierbei die Wirtschaftlichkeit erhöhen, denn eine einzige Lage kann die vorherigen drei Lagen ersetzen. Da dieses Produkt nicht ständig zu fertigen ist, müssen bei einer Investitionsrechnung natürlich die Maschinenauslastung und die komplette Vielfalt der zu schweißenden Teile des Betriebes beachtet werden. Die HIGH- SPEED - Maschine ist hier klar im Vorteil. Tabelle 3 stellt das alte und das neue Schweißverfahren, bezogen auf 1m Schweißnaht, gegenüber. In diesem Fall wird eine 1,2 mm Drahtelektrode der Qualität SG2 mit einer Drahtvorschubgeschwindigkeit von 26 m/min unter dem Schutzgas 96% Ar + 4%O 2 im rotierenden Sprühlichtbogen verschweißt. Die Einsparung von Schutzgas und Arbeitszeit durch eine Erhöhung der Abschmelzleistung begründet den wirtschaftlichen Einsatz des MAG- Hochleistungsschweißens. Schrifttum: [1] Schellhase, M.: Der Schweißlichtbogen - ein technologisches Werkzeug. Fachbuchreihe Schweißtechnik, Band 84, Deutscher Verlag für Schweißtechnik (DVS GmbH, Düsseldorf, 1985, S.60, 141, [2] Farwer, A.: MAG - Hochstromschweißen - Stand der Entwicklung und zukünftige Anwendungsmöglichkeiten. DVS- Berichte, Band 176, S.4-7. [3] Trube, S. und Ladi, Z.: Einfluß der Schutzgas- Draht- Kombination auf die Stabilität der Werkstoffübergänge beim MAG- Hochleistungsschweißen. Schweißen & Schneiden 47 (1995, H.12, S [4] Killing, R.: Schutzgase zum Lichtbogenschweißen - schweißtechnische Eigenschaften. Der Praktiker 45 (1993, H.8, S [5] Borner, A.: Verarbeitung thermomechanisch gewalzter Grobbleche mit modernen Hochleistungsschweißverfahren. Schweißen & Schneiden 47 (1995, H.10, S [6] Dzelnitzki, D.: Stand der Entwicklung von Mehrprozeß-Schweißstromquellen DVS-Berichte, Band 176, S [7] Anders, B.: Untersuchung des Einflusses verschiedener Schutzgase unter Veränderung der Schweißparameter beim Hochleistungsschweißen mit rotierendem Lichtbogen. Bericht der Schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt Mecklenburg- Vorpommern (1996 [8] Dilthey, U. u.a.: Schutzgase zum MAGM- Hochleistungsschweißen, Schweißen & Schneiden 47 (1995, H.2, S [9] N.N.: Hardness testing in the heat affected zone of steel welds. Wdg. World 25 (1987, Heft 1/2, S.2/11, S.a.Dok. IIW K.Mertins, Schweißen & Schneiden 40 (1988, Heft 11, S EWM HIGHTEC WELDING GmbH 7/7 WM008900; 08.00