Auswahl der für uns richtigen Schweissstromquellen!

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1 Auswahl der für uns richtigen Schweissstromquellen!

2 Kosten!

3 Aufteilung der Kosten pro Meter Naht Unlegierte Stähle Hochlegierte Stähle Schweißzusatz/ Hilfsstoffe 3-15 % Energie ca. 5 % Maschine ca. 5 % Schweißzusatz/ Hilfsstoffe % Energie ca. 5 % Lohn- / Lohnnebenkosten inkl. Gemeinkosten % Lohn- / Lohnnebenkosten inkl. Gemeinkosten % Maschine ca. 5 %

4 E-Hand

5 Arten von E-Hand Stromquellen Umformer: Generatorprinzip, sehr hohe Energieaufnahme Mehrstellengleichrichter: fallende Kennlinie wird über Widerstände eingestellt, extreme Verlustleistung Transformatoren: nicht alle Elektroden, keine Blaswirkung, hohe Blindleistung, schwer fernregelbar Gleichrichter mit Streukern: Trafo mit nachgeschaltetem Gleichrichter, alle Elektroden Thyristor-Gleichrichter: stufenlos einstellbar, fernregelbar, alle Elektroden, Blaswirkung, schwer Inverter: wie Thyristoranlage, aber leichter, für verschiedene Elektroden optimierbar

6 Stromquellen zum Lichtbogenhandschweißen Arc Plus TM Anti Stick Hot Start Leerlaufspannung Netzkabellänge Spannungsreserve Fernregelbarkeit S Schutzart IP 23

7 Schutzart IP 23 IP Erste Kennziffer: Schutzgrad (Berührungs- und Fremdkörperschutz) Zweite Kennziffer: Schutzgrad (Wasserschutz) 0 =kein besonderer Schutz 0 =kein besonderer Schutz 1 =Schutz gegen Eindrigen von Fremdkörpern bis > 50mm 1 =Schutz gegen senkrecht tropfendes Wasser 2 =Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern bis > 12mm 2 =Schutz gegen bis zu 15º schrägfallendes Tropfwasser IP =Schutz gegen bis zu 60º schrägfallendes Wasser (Sprühwasser) IP 23 Test Das sagt die BGR 500, Teil 2.26: ( ausreichende Schutzart) EN Schutz durch Gehäuse Die Mindestschutzart für Schweißstromquellen für Innenraumbetrieb ist IP 21S nach IEC Schweißstromquellen für den Gebrauch im Freien müssen mondestens in der Schutzart IP 23 ausgeführt sein. Zusätzlich müssen akrive Teile der Eingangsstromkreise nach IP 2XC geschützt sein.

8 Arc Plus Regelung Stromstärke [A] Stromverlauf mit ohne Arc Arc Plus Plus Regelung Zeit Der Lichtbogen brennt ruhiger, unruhig, die Tropfenablösung ist regelmäßiger unregelmäßige und und die grobtropfig. Tropfengröße gleichmäßig und feintropfig. Bessere unruhiges Lichtbogenkontrolle Schweißbad, vermehrt ruhiges Spritzer Schweißbad, weniger Spritzer

9 I [A] Hotstart & Anti Stick Hotstart-Phase Anti Stick 8 t

10 Sogar Origo Arc 150 besitzt schon ESAB typische Extras 120 U2 (V) Belastningskarakteristik Caddy TIG 150 P2:10 med bandlindad trafo P1: U2 MAX U2 MIN Iso-linjen Extraspannung durch LC Glied Bessere Zündeigenschaften stabilerer Lichtbogen bessere Dynamik I2 (A) Automatische ArcPlus + ArcForce

11 Inverterprinzip Regler Gleichrichter Inverter Trafo Gleichrichter Drossel 50 Hz khz Lichtbogen U = 4,44 Φ f N

12 Inverter nach älterem Bauprinzip Diskrete Transistoren Viel mehr Steckverbindungen

13 Halbleitermodule Definierte Kontaktfläche Montage durch Roboter Präzisionsgefräster Kühlkörper Keine elektronischen Bauteile im Kühlluftstrom Die aktuelle Baureihe ESAB Origo Arc 150i

14 WIG

15 Stromquellen zum WIG - Schweißen HF-Zündung Liftarc einstellbare Gasvor- und Gasnachströmung Stromanstieg und -absenkung einstellbar 2- / 4-Takt gute Eigenschaften beim E-Handschweißen V/A-Meter fernregelbar S Schutzart IP 23

16 zusätzlich für WIG-AC/DC - Stromquellen Rechteckwelle, besser QWave Balance Frequenz

17 Origo TA24 AC/DC A/V-Meter Verfahren: E-Hand / WIG Verfahrensvariante: WIG: AC, DC, DC-Puls E.Hand: Polaritätswechsel, Zellulose HF/Liftarc Start 2-4 Takt Bedienung über Paneel Fernregler zu- und abschaltbar ESAB 2-Programm-Funktion Grafische Prozeßablaufdarstellung

18 Vergleich Sinus zu Rechteckwelle + - t

19 QWave TM deutlich leiser als Square Wave genauso geringer max. Strom keine HF Überlagerung Sinusformeinstellungen erfordern meist permanente HF-Überlagerung so funktioniert es: Stromkurve durcheilt Nullinie sehr schnell kurz nach der Nullinie wird die Stromkurve gekrümmt dadurch passen Harmonische nicht mehr in die Halbwelle leiser

20 QWave TM + - -

21 Einfluß der Balance bei WIG AC t Nulllinienverschiebung mehr Reinigung weniger Einbrand - t weniger Reinigung mehr Einbrand

22 Elektrodenvorwärmung einstellbare Dauer der Pluspolung beim Zünden Sinn: so schnell wie möglich Glühemission erreichen optimiert Zündung, schont Elektrode abhängig von Elektrodenlegierung, -durchmesser, - anschliff Priorität auf Zündung oder Elektrodenform legen Vorsicht: dünne Elektroden schmelzen bei zu großer Vorwärmung ab

23 Elektrodenvorwärmung HF Vorwärmdauer: 80 U 0

24 MIG/MAG

25 MIG/MAG Geräte Einteilung der MIG/MAG - Geräte stufengesteuert stufenlos kompakt Geräte mit separatem DVG konventionell (Thyristor) Inverter Geräte mit separatem DVG primär getaktet sekundär getaktet kompakt kompakt Geräte mit separatem DVG

26 Stromquellen zum MIG/MAG Schweißen - stufengesteuert - vorgesehene Anwendung Spannungsstufen Drosselanschlüsse Polarität änderbar Spannungsreserve Fernregelbar Origo Mig C340 S Schutzart IP 23 Origo Mig 410 w Origo Feed 304w M12

27 Statische Kennlinien einer Origo Mig Stufen für präzise Spannungseinstellung

28 Die Drossel Glättung der Gleichspannung Stromanstiegsgeschwindigkeit begrenzen Einschaltstrom begrenzen Spannungs lücken überbrücken

29 Stromquellen zum MIG/MAG Schweißen - stufenlos, thyristorgesteuert - 20 ms Phasenanschnittsteuerung Vollgesteuerte Drehstrombrücke Origo Mig 500t w Origo Feed 484w M13

30 Netzspannungskompensation bei konventionellen Stromquellen Spannung konstante Schweißspannung durch variablen Zündwinkel φ U U eff. 0 ½ π π Phasenwinkel 2π (Zeit)

31 Spannungseinstellung - in Stufen oder stufenlos? Stufengesteuert Robust Preiswert Einstellbarkeit ist abhängig von der Abstufung Thyristorgesteuert Robust etwas teurer keine Beschränkung bei SZW wegen Einstellbarkeit nicht fernregelbar keine Endkraterfüllung mgl. keine Netzspannungskompensation Einsatz zum vollmechanischen Schweißen nicht ratsam fernregelbar Endkraterfüllung möglich Netzspannungskompensation Einsatz für vollmechanisches Schweißen möglich

32 Drahtvorschubgeräte für das MIG/MAG-Schweißen Rollenzahl Nutenform v Dr -Regelung Fernregleranschluß

33 Drahtdeformation und Nutenform glatte Druckrolle nicht angetrieben genutete Druckrolle angetrieben

34 Regelung Drahtvorschubgeschwindigkeit w z S L1 L2 L 3 S S Q 42V AC + - w - Führungsgröße (Sollwert v ) Dr y - Stellgröße (Motorspannung) x Regelgröße (Inkremente/Zeit) z R z R Regler x y M IG - Störgrößen an Regeleinrichtung z.b. U, T zs - Störgrößen an Regelstrecke z.b. Reibung Rollen/Achsen Schlauchpaket, Drahtspule...

35 QSet MIG/MAG Schweißen mit der selbstlernenden Maschine QS Ein Knopf verändert die Schweißtechnik

36 1 2 3 Draht einlegen Gas anschließen Q-Set einschalten Drahtvorschub einstellen 4 cm Probeschweißen Schweißen

37 1 2 3 Höhere Produktivität -Immer optimale Parameter ohne lange Suche -Weniger Spritzer Unempfindlich gegen Änderungen des freien Drahtendes -Stabile Lichtbogenlänge auch in schwierigen Ecken -sicherer Einbrand -Besseres Schweißergebnis Flexibel in der Anwendung -Neue, ungewohnte Schweißaufgaben werden besser gelöst -Meßtechnik macht unabhängig von Synergiekennlinien -Nach 4cm Schweißen weiß die Maschine wie es geht

38 Aristo Mig das Präzisionsschweißsystem

39 Analog oder digital? Stromquelle (16) Schweißspannung Tacho Tacho 42V AC 42V AC 42V AC Kraterfüllen Referenz v Dr Referenz U s Parametervorwahl 0 V Taktung Display Versorgung Display 0 V Parameter I s Parameter U s DVG-Steuerung mit analogem I/O Schweißspannung Drahtvorschub 2/4-Takt Drahtrückbrand Kraterfüllen Kriechstart Programmwahl Speichern Parametervorwahl Referenz v Dr Referenz U s +15V 0 V Synergie +/- Programmwahl Bedienung (24) Fernregler (9)

40 Analog oder digital? Stromquelle (7) 42V AC 42V AC 42V AC 12 V DC 0 V CAN high CAN low DVG- Steuerung mit digitalen I/O 12 V DC 0 V CAN high CAN low 12 V DC 0 V CAN high CAN low Bedienung (4) Fernregler (4)

41 Synergiekennlinien U Statische Kennlinie α Lichtbogenkennlinie Ausgangsspannung U t α - Neigung der Lichtbogenkennlinie abhängig vom Elektrodendurchmesser und -werkstoff U t - abhängig vom Elektrodenwerkstoff und vom Schutzgas I

42 Beispiel einer selbst programmierten Kennlinie OK Tubrod 14.12, 1,2mm, M21 25,3 20,0 Spannung (V) 14,5 Michlichtbogen wird übersprungen 14, , , , ,4 Strom (A) v Dr (m/min)

43 True Arc Voltage TM V V Klemmenspannung - TAV mißt über: - Freies Drahtende - Werkstück - Werkstückleitung

44 Netzspannungskompensation bei Invertern U Spannung U eff. 0 konstante Schweißspannung durch variable Transistordurchlaßzeit Zeit

45 Was bringt das Kalibrieren? Die Displaygläubigkeit Zulässige Abweichungen bei einem Schweißgerät 300,0 281,3 250,0 225,0 218,8 Tatsächlicher Schweißtrom 200,0 150,0 100,0 131,3 168,8 175,0 50,0 0, Anzeigewert Schweißstrom Is min [A] Is max [A] Man kennt die Abweichung und kann entsprechend einstellen! Das Kalibieren beseitigt den max. zul. Fehler von 12,5% nicht!

46 Es geht auch genauer... Vernachlässigbare Abweichung Abweichungen bei AristoMig ,0 250,0 247,5 252,5 Tatsächlicher Schweißstrom 200,0 150,0 100,0 148,5 151,5 198,0 202,0 50,0 0, Anzeigewert Schweißstrom wenn das Gerät es hergibt. Is min [A] Is max [A]

47 Regelgeschwindigkeiten bei Schweißstromquellen Zeit [s] 1 0,1 0,01 1m 0,1m 0,01m Frequenz [Hz] k 10k 100k Lichtbogenplasma Thyristor Inverter Lichtbogenstart, -wiederzündung Kathodenfleckbewegung Tropfenübergang Werkstoffübergang Spritzererzeugung Schweißbad Schmelzprozesse Schwingungen