Neuere Entwicklungen in der Lichtbogenschweißtechnik

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1 /// Perfektion als Prinzip Neuere Entwicklungen in der Lichtbogenschweißtechnik B.Ivanov EWM AG 2015/01 Seite 1

2 MIG/MAG - innovative Lichtbögen Spannung [V] Drahtvorschub [m/min] Stromstärke [A] /02 Seite 2 EWM AG B.Ivanov

3 Eigenschaften und Anwendung Spritzerbehaftet Niedrige Leistungen Dünnblech Wurzellagen Beschichtete Werkstoffe Kurzlichtbogen /02 Seite 3 EWM AG B.Ivanov

4 Kurzlichtbogen beim hochlegierten Stahl /02 Seite 4 EWM AG B.Ivanov

5 MIG/MAG Kurzlichtbogen digital geregelt und kontrolliert Phase 1 Lichtbogen brennt Phase 2 Kurzschluss Phase 3 Kurzschlussauflösung und erneute Brennphase Phase 1 Lichtbogen brennt Phase 2 Kurzschluss Phase 3 Kurzschlussauflösung und erneute Brennphase U s U s t t I s I s Kurzlichtbogen t EWM alphaq coldarc /02 Seite 5 EWM AG B.Ivanov t

6 Unterschiedliche Varianten des digitalen Kurzlichtbogens Phase 1 Lichtbogen brennt Phase 2 Kurzschluss Phase 3 Kurzschlussauflösung und erneute Brennphase U s coldarc I s t t pipesolution rootarc U s I s U s I s t t t t /02 Seite 6 EWM AG B.Ivanov

7 Digitaler Kurzlichtbogen mit verzinktem Material Grundwerkstoff S235 Zusatzwerkstoff G3Si1 1,0mm Materialdicke 2,0mm Schutzgas M12 ArC 2,5 Vorteile: deutlich weniger Spritzer weniger Verzug weniger Zinkabbrand /02 Seite 7 EWM AG B.Ivanov

8 Digitaler Kurzlichtbogen beim Wurzelschweißen Lösung: 1. Wurzellage coldarc manuell 2. Füll-/Decklage MAG manuell Vorteile: 100% röntgensicher Kontrollierte Wärmeeinbringung Doppelte Schweißgeschwindigkeit der Wurzellage gegenüber WIG kein Schleifen/Fugen notwendig /02 Seite 8 EWM AG B.Ivanov

9 Digitaler Kurzlichtbogen beim Wurzelschweißen /02 Seite 9 EWM AG B.Ivanov

10 Digitaler Kurzlichtbogen mit großem Luftspalt Schweißen einer Straßenlaterne aus unlegiertem Stahl mit hohen Toleranzen /02 Seite 10 EWM AG B.Ivanov

11 Digitaler Kurzlichtbogen mit großem Luftspalt Vorteile: deutlich weniger Spritzer ein Parametersatz konstante Pendelbreite sehr gut automatisierbar /02 Seite 11 EWM AG B.Ivanov

12 Eigenschaften und Anwendung Instabil in engen Räumen Hohe Leistungen Dünnblech bei hohen Schweißgeschwindigkeiten Dickblech Mehrlagenschweißungen Sprühlichtbogen /02 Seite 12 EWM AG B.Ivanov

13 Richtungsstabilität des Lichtbogens /02 Seite 13 EWM AG B.Ivanov

14 Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen Grundwerkstoff S235 Zusatzwerkstoff G3Si1 1,2mm Materialdicke 16mm auf 8mm Schutzgas M21 ArC /02 Seite 14 EWM AG B.Ivanov

15 Sichere Flankenerfassung /02 Seite 15 EWM AG B.Ivanov

16 Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen Standard-Sprühlichtbogen 11 Raupen Grundwerkstoff S355 Zusatzwerkstoff G4Si1 1,2mm Materialdicke 20mm Schutzgas M26 ArCO 18/2 Nahtvorbereitung V mit /02 Seite 16 EWM AG B.Ivanov

17 Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen forcearc 5 Raupen Grundwerkstoff S355 Zusatzwerkstoff G4Si1 1,2mm Materialdicke 20mm Schutzgas M26 ArCO 18/2 Nahtvorbereitung V mit /02 Seite 17 EWM AG B.Ivanov

18 Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen forcearc 5 Raupen 50% kürzere Schweißzeit Grundwerkstoff Zusatzwerkstoff Materialdicke S355 G4Si1 1,2mm 20mm Schutzgas M26 ArCO 18/2 Nahtvorbereitung V mit /02 Seite 18 EWM AG B.Ivanov

19 Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen Grundwerkstoff S355 Zusatzwerkstoff G4Si 1,2mm Materialdicke 20mm Schutzgas M26 ArCo 18/2 Nahtvorbereitung V mit 60, 40 und Härte: HV Härte: HV Härte: HV Kerbschlagarbeit SG (-20 ): 65 (Soll 27) Joule Kerbs chlagarbeit SG (-20 ): 35 (Soll 27) Joule Kerbschlag arbeit SG (-20 ): 46 (Soll 27) Joule Kerbschlagarbeit WEZ (-20 ): 133 (Soll 27) Joule Ker bschlagarbeit WEZ (-20 ): 151 (Soll 27) Joule Kerbsc hlagarbeit WEZ (-20 ): 157 (Soll 27) Joule Zugfestigkeit: 551 (Soll 470) MPa Zugfestigkeit: 554 (Soll 470) MPa Zugfestigkeit: 559 (Soll 470) MPa /02 Seite 19 EWM AG B.Ivanov

20 Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen /02 Seite 20 EWM AG B.Ivanov

21 Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen Davor Danach 30 mm 25 beidseitiges Schweißen (innen E-Hand) einseitiges Schweißen mit forcearc /02 Seite 21 EWM AG B.Ivanov

22 Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen /02 Seite 22 EWM AG B.Ivanov

23 Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen /02 Seite 23 EWM AG B.Ivanov

24 Kurzer richtungsstabiler Sprühlichtbogen /02 Seite 24 EWM AG B.Ivanov

25 Prozesse WIG /// Perfektion als Prinzip B.Ivanov EWM AG 2015/01 Seite 25

26 Eigenschaften und Anwendung Oft unwirtschaftlich und teuer Höchste Qualität WIG manuell /02 Seite 26 EWM AG B.Ivanov

27 Einteilung der Schweißverfahren nach DIN ISO Vergleich des Mechanisierungsgrad beim WIG und MSG Schweißen Benennung Kurzzeichen Handschweißen (Manuelles Schweißen) m Bespiele Schutzgasschweißen WIG MSG Nicht möglich, da verfahrens- bedingt Zusatz von Rolle Brenner/ Werkstoffführung Bewegungs-/ Arbeitsabläufe Zusatzvorschub Werkstückhandhabung von Hand von Hand von Hand Teilmechanische s Schweißen t Vollmechanische s Schweißen v Automatisches Schweißen a von Hand mechanisch von Hand mechanisch mechanisch von Hand mechanisch mechanisch mechanisch /02 Seite 27 EWM AG B.Ivanov

28 WIG-t Kalt- bzw. Heißdrahtschweißen Schematische Darstellung des WIG-t Schweißens Drahtspule Drahtvorschub Temperatur im Zusatzdraht abhängig von: Spezifischer Widerstand des Werkstoffs Höhe des eingestellten Heißdrahtstroms Einstellbare Drahtzufuhr Stromdüse Heißdrahtstromquelle WIG Schweißbrenner WIG Schweißstromquelle Lichtbogen Positive Effekte: Mehr Leistung im Lichtbogen steht zur Verfügung Abschmelzleistung steigt bei gleichen Schweißparametern Schweißzusatzwerkstoff /02 Seite 28 EWM AG B.Ivanov

29 WIG-t Kalt- bzw. Heißdrahtschweißen Konstant tigspeed Superpuls Gleichmäßige Drahtförderung Antriebseinheit bewegt sich wären der Förderung vor und zurück Wechsel zwischen zwei Drahtvorschubgeschwindigkeiten (Dv1/Dv2) /02 Seite 29 EWM AG B.Ivanov

30 WIG-t Kalt- bzw. Heißdrahtschweißen tigspeed Vor- und Rückwärtsbewegung des Schweißzusatzwerkstoff V D Bewegung der Drahtvorschubeinheit Bewegung der Spitze des Schweißzusatzwerkstoff /02 Seite 30 EWM AG B.Ivanov

31 WIG-t Kalt- bzw. Heißdrahtschweißen tigspeed Vor- und Rückwärtsbewegung des Schweißzusatzwerkstoff Schweißparameter Schweißstrom: 270 A Drahtvorschub: 3,2 m/min Heißdraht: 80 A Frequenz der Vor- und Rückwärtsbewegung: 16 Hz Bildfrequenz der Aufnahme: 2500 Bilder / Sekunde /02 Seite 31 EWM AG B.Ivanov

32 tigspeed Rohrleitungsbau, Wurzelschweißen Zwangslagen, steigend schweißen Zwangslage, horizontal Schweißen langer Nähte /02 Seite 32 EWM AG B.Ivanov

33 tigspeed tigspeed drive 45 coldwire hotwire Drahtgeschweindigkeit 0,5m/min 15 m/min Netzsicherung (träge) 1 x 16 A Netspannung (Tolleranzen) 1 x 230V (-40% -+ 15%) Heißdrahtstrom - 40 A 180 A Einschaltdauer 40 C (Heißdrahtstrom) A 35 % A 60 % A / 100 % Frequenz tigspeed 1Hz 16 Hz Maße Drahtvorschub LxBxH in mm 625 x 342 x 480 Gewicht Drahtvorschub 29 kg 33 kg /02 Seite 33 EWM AG B.Ivanov

34 WIG tigspeed drive 45 cold / hotwire Brenner mini flex /02 Seite 34 EWM AG B.Ivanov

35 tigspeed /02 Seite 35 EWM AG B.Ivanov

36 tigspeed /02 Seite 36 EWM AG B.Ivanov

37 Eigenschaften und Anwendung Kompliziert in der Einstellung Wiederholbarkeit der Ergebnisse Höchste Qualität WIG automatisiert /02 Seite 37 EWM AG B.Ivanov

38 Konzentrierter WIG Lichtbogen mit hohem Druck WIG forcetig Lösungsansatz: forcierte Kühlung der Anode und damit: 1. Verkleinerung der thermisch emittierenden Elektrodenoberfläche 2. Erhöhung der Wärmestromdichte, sowie der elektrischen Stromdichte 3. Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Lichtbogenplasmas Richtungsstabilität 4. Erhöhung des Lichtbogendrucks 5. Erhöhung der Einbrandtiefe /02 Seite 38 EWM AG B.Ivanov

39 Konzentrierter WIG Lichtbogen mit hohem Druck Einpress-Elektrode Gasdüse Minimale Nebenzeiten in der Produktion 100% reproduzierbare Ergebnisse /02 Seite 39 EWM AG B.Ivanov

40 Konzentrierter WIG Lichtbogen mit hohem Druck FT 500 FT 1000 FT % duty cycle at 500A FT % duty cycle at 800A maximum 1000A /02 Seite 40 EWM AG B.Ivanov

41 Konzentrierter WIG Lichtbogen mit hohem Druck Rohr-Flansch-Verbindung Auftragschweißen mit Heißdraht Schweißen von großen Wandstärken Schweißen von Rohren /02 Seite 41 EWM AG B.Ivanov

42 Konzentrierter WIG Lichtbogen mit hohem Druck Grundwerkstoff Rohr / Flansch Zusatzwerkstoff Materialdicke ,8mm 1,2mm auf 7,0mm Schutzgas 95%Ar 5%H /02 Seite 42 EWM AG B.Ivanov

43 Konzentrierter WIG Lichtbogen mit hohem Druck Grundwerkstoff Zusatzwerkstoff Materialdicke Schutzgas ,0mm 10,0mm I1 100%Ar /02 Seite 43 EWM AG B.Ivanov

44 Konzentrierter WIG Lichtbogen mit hohem Druck Grundwerkstoff Zusatzwerkstoff ,0mm Materialdicke 8,0mm Schutzgas R1 95%Ar 5%H /02 Seite 44 EWM AG B.Ivanov

45 Konzentrierter WIG Lichtbogen mit hohem Druck Grundwerkstoff Zusatzwerkstoff ,0mm Materialdicke 10,0mm Schutzgas R1 95%Ar 5%H /02 Seite 45 EWM AG B.Ivanov

46 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit /// Perfektion als Prinzip B.Ivanov EWM AG 2015/01 Seite 46