Schweißen von Aluminium
Ludwigshafen 22.März 2012
Inhalt
• Die Eigenschaftenvon Aluminium Stahl im Vergleich
• Die verschiedenen Legierungen
• Zusatzwerkstoffezum Aluminium - Schweißen
• Gasezum Aluminium-, Stahl und CrNi Schweißen
• Unterschiede beim Schweißen von Aluminium - Stahl
MIG -Schweißen von Aluminium
– Brennertechnik
– Gerätetechnik
WIG -Schweißen von Aluminium
– Brennertechnik
– Gerätetechnik
Schweißprozesse
• 1 Lichtbogenschweißen
• 111 Lichtbogenhandschweißen (Elektroden Schweißen)
• 121 Unterpulverschweißen mit Drahtelektrode
• 131 Metall Inert Gas Schweißen
• 135 Metall Aktiv Gas Schweißen
• 136 Metall Aktiv Gas Schweißen mit Fülldraht Elektrode
• 141 Wolfram Inert Gas Schweißen
• 151 Plasma Schweißen
Unterscheidung Stahl-/ Aluminiumschweißen
Wärmeleitfähigkeit
Wärmedehnung
Problemzonen Nahtanfang / Nahtende
Bindefehler
Schmelztemperatur des Werkstoffes (650°°°°) unddem Aluminiumoxyd (2050°°°°)
Wärmeführung
Voraussetzungen für die Schweißmaschinen
Gase
Flammrichten
Schweißbarkeit -Werkstoffkenngrößenvergleich
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Kenngröße Einheit Aluminium Stahl Verhältnis
Dichte g / cm³ 2,7 7,78 0,35
E-Modul N / mm² 72000 215000 0,33
elektrische Leitfähigkeit bei RT m / Ω mm² 37,6 10,3 3,65
Wärmeleitfähigkeit W / (m K) 235 75 3,13
Schmelztemperatur °C 660 1536 0,43
Schmelztemp. Oxyd °C Ca 2050 Ca.1600
spezifische Wärmekapazität J / (kg K) 0,9 0,46 1,96
Schmelzwärme J / g 389 272 1,43
Wärmeausdehnungskoeffizient 10-6 / K 23 12 1,92
Vergleich Stahl-/ Aluminiumschweißen
Geeignetes Werkzeug
Die Problemzonen
Geeignete Gase
Das Flammrichten
- der Nahtanfang
- das Nahtende
- Schweißmaschine- Schweißbrenner
Inerte Gase- Argon- Helium
Schweißbarkeit - Oxidschicht
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Mischoxid MischoxidPore Pore
heterogene Gefügeelemente
Deckschicht
Sperrschicht
5 - 10 nm
1 - 2 nm
Aluminium
Wesentliche Eigenschaften der Oxidschicht:• Zusammensetzung der Schicht ist verantwortlich für die Korrosionsbeständigkeit
• geringe elektrische Leitfähigkeit• sehr hohe Härte
• hohe Schmelztemperatur (ca. 2050 °°°°C)• Eingelagertes Wasser als Ursache für Porenbildung
Schweißbarkeit - Erstarrungsintervall
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
nur bedingt oder gar nichtschweißbar
Schweißbarkeit -Schweißzusätze
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MBUniversität Siegen
Gruppeneinteilungfür Schweißzusätze
nach EN 1011- 4
R-4043A = AlSi5R-4047A = AlSi12(A)
R-5183 = AlMg4,5Mn0,7(A)R-5087 = AlMg4,5MnZr
Schweißbarkeit – Wahl der Schweißzusätze nach EN 1011-4
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Grundwerkstoff aushärtbarOpt. mech. Eigenschaften
Schweißzusatz für Opt. KorrosionswiderstandOpt. Schweißeignung
aushärtbar
EN AW-5XXX neinTyp 5 (Al-Mg-Legierung)Typ 5 (Al-Mg-Legierung)Typ 5 (Al-Mg-Legierung)
nein
EN AW-6XXXja
Typ 4 (Al-Si-Legierung) oder Typ 5 (Al-Mg-Legierung) Typ 5 (Al-Mg-Legierung)Typ 4 (Al-Si-Legierung)
nein
EN AW-7XXXja
Typ 5 (Al-Mg-Legierung)Typ 5 (Al-Mg-Legierung)Typ 5 (Al-Mg-Legierung)
nein
SG GWGW
Schweißbarkeit – Einfluss der Schweißwärme auf die WEZ
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Grundwerkstoffaus-
härtbarAusgangsgefüge
Festigkeit der WEZ
Möglichkeit der Festigkeitssteigerung der WEZ
EN AW-5XXX nein
weich(Rekristallisationsgefüge
)
kaltverfestigt(Verformungsgefüge)
Keine Veränderung
Entfestigung durch
Rekristallisation
Keineu. U. Hämmern, Kugelstrahlen
Keineu. U. Hämmern, Kugelstrahlen
EN AW-6XXX EN AW-7XXX
ja
kaltausgehärtetwarmausgehärtet
(Aushärtungsgefüge)
Entfestigung durch
Vergröberung der
Ausscheidungen
erneute Lösungsglühbehandlung +
Kaltauslagern oder Warmauslagern
WEZ WEZSG GWGW
Schweißbarkeit - Poren
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Hauptursache für Poren: Sprunghafte Abnahme der Löslichkeit des Wasserstoff s im Aluminium bei der Erstarrung
Aluminiumoxyd Al2O3
Aluminium oder Al-Legierung
Schmelzpunkt ca. 2050°C
Schmelzpunkt ca. 650°C
Eigenschaften von Aluminium
Aluminiumoxyd Al2O3
Schweißen von Aluminium
Problem Aluminiumoxid
Für die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium sorgt eine Oxydschicht (ca. 0,01 µm).
Al 2O3 ist schwerer als das reine Aluminium, Oxide im Schmelzbad können nach unten sinken und dam it Porosität oder Rissigkeit verursachen, was aber nic ht unbedingt zu niedrigeren Festigkeitswerten führen muß.
Ebenso bindet das Oxyd Feuchtigkeit was zu Poren füh ren kann.
Eine richtige Nahtvorbereitung ist von besonderer B edeutung:
Kurz vor Schweißbeginn sollte das Oxyd durch Schleif en, spanen, beizen oder durch bürsten entfernt werden.
Dichte 3,9 g cm3
• Nichtaushärtbare Legierungen werden im allgemeinen artgleich geschweißt, häufig wird allerdings ALMg5 oder AlMg4,5Mn als universeller Schweißzusatz
verwendet
• Beim Schweißen von aushärtbaren Legierungen ist die ebenfalls hohe Rissanfälligkeit zu berücksichtigen. Es wird daher mit nichtaushärtbaren Zusätzen geschweißt. Mehrere Lagen mit unterschiedlichen Zusätzen (AlSi und AlMg) sind
unzulässig.!
Zusatzwerkstoffe
. Dies kann zu unterschiedlichen Festigkeits- und Verformungseigenschaften zwischen Naht und Grundwerkstoff führen
. Dies kann zu unterschiedlichen Festigkeits- und Verformungseigenschaften zwischen Naht und Grundwerkstoff führen
Lagerung der Zusatzwerkstoffe:
• Bei Raumtemperatur
• Nicht länger als ein Jahr
• Vor Verschmutzung schützen
• Nach Schweißende luftdicht verpacken (Tipp: Silikatgel od. Reis zum
Feuchtigkeitsentzug beilegen)
Ziel: Verringerung der Wasserstoffaufnahme (Poren, Heißrisse, Alterung, Härte) und Erhöhung der Qualität der Schweißverbindung.
Zusatzwerkstoffe
Was muß ich beachten
Schutzgase zum Aluminium Schweißen
Inerte Gase
Kurz-bezeichnung 1) Komponenten in Volumenprozent
oxidierend inert reduzierend
reaktions-trägeGruppe Kenn-
zahlCO2 O2 Ar He H 2 N2
ÜblicheAnwendung
Bemer-kungen
1 100
2 100I
3 Rest > 0 bis 95
MIG, WIG,Plasmaschweißen,
Wurzelschutzinert
1 > 0 bis 5
2> 0 bis 5
3M1
4 > 0 bis 5> 0 bis 3
schwachoxidierend
1 > 5 bis 25
2
3 > 0 bis 5> 3 bis 10M2
4 > 5 bis 25 > 0 bis 8
1 > 25 bis 50
2 > 10 bis 15M33 > 5 bis 50 > 8 bis 15
Rest 2) MAG
Schutzgase zum Schweißen von Stahl
Es kommen beim MAG Schweißen Mischgase – Argon und CO2 / O2 Gemische zum Einsatz
• In manchen Fällen werden auch kleine Mengen Stickstoff (N) beigemischt zur
• Verbesserung des Energieeintrags
• Steigerung von Schweißgeschwindigkeit und Prozessstabilität
• Reduzierung von Verzug und Nacharbeit
Varianten: 82% Ar18%CO2 95%Ar 5%02 90%Ar 5%Co2 5%02
Schutzgase zum Schweißen von Aluminium
Es kommen beim WIG + MIG Schweißen – Argon und Argon-Helium-Gemische zum Einsatz
• In manchen Fällen werden auch kleine Mengen Stickstoff (N) beigemischt zur
• Verbesserung des Energieeintrags
• Steigerung von Schweißgeschwindigkeit und Prozessstabilität
• Reduzierung von Verzug und Nacharbeit
Varianten: Reinargon, Reinhelium, Argon/Helium, Argon/Stickstoff, Argon/Helium/Stickstoff
Schutzgase zum Schweißen von Aluminium
• Überwiegend Argon oder Helium sowie Argon-Helium-Gemische
• Vorteile von Argon : dichter als Luft => besonders gut zum Abschirmen des
Schweißbades; erleichtert das Zünden dank der rel. geringen Ionisationsspannung
• Vorteile von Helium : sehr gute Wärmeleitfähigkeit und Vermögen die Wärme in das Bauteil zu übertragen; erhöht die Arbeitsspannung und damit
die Streckenenergie
• Nachteile von Helium : viel leichter als Luft => schlechtere Abschirmung des Schweißbades, größere Gasmengen erforderlich; die hohe
Ionisationsspannung erschwert das Zünden
Schutzgas Korrekturfaktor – abgelesene Gasmenge multi pliziert mit
75% Ar + 25% He 1,14
50% Ar + 50% He 1,35
25% Ar + 75% He 1,75
100% He 3,16
Korrekturfaktoren für die Gasmengen bei Verwendung
von Ar-Druckminderern
Besonderheiten beim Schweißen von Aluminium
Gegenmaßnahmen: mechanisches Entfernen der Oxydschicht (Schleifen, Bürsten, Schaben); chemisches Entfernen (Beizen); reinigende Wirkung des Lichtbogens
(Pluspolung); Flußmittel (Gas-, Elektroden-, UP-Pulver-, Lote, usw.); Bleche entgraten
Poren in der Schweißnaht Draht oder Grundwerkstoff verschmutzt oder oxidiert
Schutzgas verunreinigt oder falsch, zu wenig oder zuviel Gas
Gasdüse zu groß, Gasschlauch porös oder nicht fest verschraubt
Druckminderer defekt (Staudruck beim Starten)
Falsche Brenneranstellung (schleppend)
Feuchtigkeit (Wasserstoffeinschlüsse)
Wärmerissbildung zu hohe Schweißleistung
Zu langsames Schweißen
falsche Draht – Grundwerkstoffkombination
Ungenügende Durchschweißung/Bindefehler Zu geringe Schweißleistung
Zu schnelles Schweißen
Falsche Brennerstellung
Schweißprobleme: Poren/Rissbildung/Bindefehler
Porenbildung
Hauptursache für die Porenbildung ist sprunghafte Abnahme der Gaslöslichkeit bei der Erstarrung. Die Entgasung ist somit bei hohen Schweißgeschwindigkeiten
oder schneller Erstarrung nicht vollständig abgeschlossen und es kommt (vor allem durch Wasserstoff) zur Porenbildung in der Schweißnaht. Allgemein ist die
Gefahr von Porenbildung beim MIG/MAG Schweißen größer als beim WIG Schweißen.
Besonderheiten beim Schweißen von Aluminium
Problem Porenbildung
Besonderheiten beim Schweißen von Aluminium
Problem Porenbildung
Maßnahmen zur Porenvermeidung
Besonderheiten beim Schweißen von Aluminium
Problem Rissneigung
Ris
snei
gung
Gehalt in %
Maximale Rissneigung
Mg: 1 – 2 %Si: 0,3 – 1 %
Besonderheiten beim Schweißen von Aluminium
Problem Rissneigung
Abhilfe: Vorwärmen
WIG Schweißen von AluminiumGleich und Wechselstrom
WIG Schweißen
Allgemeines
Das WIG-Schweißen gehört zu den gasgeschützten Schweißverfahren mit nichtverbrauchender Elektrode (Prozess-Nr.14). ISO 857-1 erklärt das Verfahren ausdem englischen übersetzt wie folgt: „Gasgeschützes Lichtbogenschweißverfahrenunter Benutzung einer nicht verbrauchenden Elektrode aus reinem oderdotiertem Wolfram, bei dem der Lichtbogenund das Schweißbad durch eine Gasumhüllungaus inertem Gas geschützt werden“Beim Wolfram-Inertgasschweißen (Prozess-Nr. 141) brennt der Lichtbogen frei,.
Aufbau des WIG Schweißbrenners
Aufbau
Die Wolframelektrode sitzt in einer Spannhülse und wird durch anziehen der Brennerkappe festgespannt. Die Länge der Brennerkappe wird nach dem Einsatzzweck ausgewählt. Sie kann z.B. beim Schweißen in engen Räumen wesentlich kürzer sein als in Bild 8 dargestellt.
Eine wichtige Funktion hat der Brennerschalter. Dieser kann in Form von einem oder von zwei Tastern vorliegen oder als Wippe ausgebildet sein, die sich nach vorn und nach hinten betätigen läßt.
Durch Betätigung der Tasters kann der Schweißstrom ein und ausgeschaltet, aber auch der Strom während des Schweißens verstellt werden. Dabei läßt sich auch die Geschwindigkeit der Stromänderung einstellen.
WIG-Aluminiumschweißen
• DC +Pol (Gleichstromschweißen)
• DC –Pol (Gleichstromschweißen)
• AC ( Wechselstromschweißen)
• AC Spezial (Gleich/Wechselstom)
Parameter für das WIG Schweißen
Der Durchmesser der Wolframelektrode richtet sich nach der anzuwendenden Stromstärke, der Stromart (Gleichstrom/
Wechselstrom) und der Polung. Bei der Auswahl des Durchmessers können die in der Tabelle 3 angegebenen
Stromstärkenbereiche hilfreich sein.
Wolframelektroden
WS 2Seltene Erden (Mischoxide)türkis
pink
WL 15 Lanthan gold
WL 20 Lanthan blau
Wolframelektroden
• Bezeichnung Zusammensetzung Kennfarbe
• WP reines Wolfram grün
• WZ 30, 15 bis 0,50% Zirconium(IV)-oxid braun
• WZ 80, 0,70 bis 0,90% Zirconium-oxid weiß
• WT 4 0,35 bis 0,55% Thoriumdioxid hellblau
• WT 10 0,80 bis 1,20% Thoriumdioxid gelb
• WT 20 1,70 bis 2,20% Thoriumdioxid rot
• WT 30 2,80 bis 3,20% Thoriumdioxid violett
• WT 40 3,80 bis 4,20% Thoriumdioxid orange
• WL 10 0,90 bis 1,20% Lanthanoxid schwarz
• WL 15 1,40 bis 1,60% Lanthanoxid gold
• WL 20 2,00 bis 2,00% Lanthanoxid dunkelblau
• WC 20 1,80 bis 2,20% Cer-oxid grau
Die WP-Elektroden sind reine Wolframelektroden und werden hauptsächlich zum Wechselstromschweißen verwendet. Die WZ-Elektroden haben beim Wechselstromschweißen etwas bessere Eigenschaften.
Gasverbrauch
WIG Wechselstromschweißen
WIG Wechselstromschweißen
WIG Schweißen von Aluminium ohne und mit Gaslinse
WIG Wechselstromschweißen
Al2O3
Aluminium oder Al-Legierung
Positive Welle (+)
Negative Welle (-)
+
-
Warum eigentlich Wechselstrom?
• Sinus- leises Lichtbogengeräusch, vibrationsarmes Schmelzbad, ideal
zumSchweißen mit Zusatzwerkstoff, niedrige Elektrodenbelastung
• Trapez- der Allrounder
• Rechteck
- Für Aluminium-Schweißen mit hoher Anforderung an Leistung
und Stabilität
• Mix
- auch möglich
Stromformen (AC)
WIG Wechselstromschweißen
WIG Wechselstromschweißen
Rolle der Balance – 1: Kalottenbildung
WIG Wechselstromschweißen
Rolle der Balance – 3: Kalottenbildung
WIG Wechselstromschweißen
Rolle der Balance – 2: Reinigungswirkung
-10% 0% +10%
• Ideal für Zwangslagen-, Dünnblech und
Wurzelschweißungen
• Geringerer Werkstückverzug,
• Bessere Schweißbadbeherrschung
• Hohe Frequenz
- schmaler, eingeschnürter Lichtbogen mit tieferem
Einbrand
• Niedrige Frequenz
- breiter Lichtbogen
Frequenz (AC) von 50 Hz bis 200 Hz
Pulsen WIG -DC oder AC
WIG Wechselstromschweißen
Brennerhaltung beim WIG Schweißen von Aluminium
MIG Schweißen von Aluminium
Der Impulslichtbogen (MIG Schweißen)
• Lichtbogenbereiche
MIG/MAG-Schweißen – der Impulslichtbogen
Vorteile des Impulslichtbogens
• gesteuertes Wärmeeinbringen durch den angestrebten 1-Tropfen-pro-Puls-Übergang
• stabiler Lichtbogen im breiten Übergangsbereich zwischen KLB und SLB
• sehr spritzerarmer Prozess (Verringerung von Korrosionsansatzstellen)
• ruhiger Tropfenübergang auch bei Werkstoffen mit hohen Ni-Gehalten
• reduzierte Porenanfälligkeit
• gleichmäßig ausgebildeter Einbrand
• flache, glatte und kerbfreie Schweißnähte
Bevorzugte Anwendungsbereiche
• Schweißen dünner Bleche
• Schweißen in Zwangslagen
• Schweißen heißrissempfindlicher Werkstoffe (Aluminium, Vollaustenite, Ni-Legierungen)
Arbeitspunkt
Drahtfördergeschwindigkeit
Leistung
Anwahl des Grundwerkstoffs und des Drahtdurchmessers
Korrektur der Lichtbogenlänge
MIG/ MAG Standard-Schweißen Impulslichtbogen-Schweißen
MIG/MAG Bedienpanel
MIG/MAG-Puls-Schweißen:
Spritzerarm über den gesamten
Lichtbogenbereich
MIG/MAG-Standard-Schweißen:
Kurzlichtbogen, Sprühlichtbogen
MIG/MAG RMT Schweißen
Impulsstromquelle
MIG/MAG-Schweißen DerImpulslichtbogen
• Tropfenablösung beim Impulslichtbogen
MIG/MAG-Schweißen – der Impulslichtbogen
Kenngrößen des Impulslichtbogens
• tp – Impulszeit – die Zeit um einen Tropfen abzuschmelzen
• tg – Grundstromzeit – sinkt mit zunehmender Drahtvorschub-geschwindigkeit
• IG – Grundstrom – dient zur Aufrecherhaltung des
Lichtbogens
• Ip - Pulsstrom
Brennerausrüstung zum MIG Schweißen von Aluminium
Eine fachgerechte Brennerausrüstung zum Aluminiumschweißen ist besonders wichtig!
Nr.1: Die Richtige Stromkontaktdüse
Hinweis: Stromkontaktdüsen für Aluminium haben eine größere Bohrung!
Zerstörte Stromkontaktdü
se
Überlastete Düsen
„reparierte“ Düse
Brennerausrüstung zum MIG Schweißen von Aluminium
Führungsspirale mit Kunstoffummantelung und angepressten Haltenippel
Führungsspirale mit angepressten Haltenippel
Flachdrahtspirale Kunstoffspirale
Verschiedene Führungsspiralen
Haltenippel
Die Führungsspirale
Brennerausrüstung zum MIG Schweißen von Aluminium
Nr.2: Die richtige SeeleWas kann falsch sein?
• Art der Seele: richtig für Aluminium ist die PA (Polyamid) oder PE (Polyethylen)
• Durchmesser zu groß: Draht knickt in der Seele•Durchmesser ist zu klein:
die Reibung ist zu groß
• keine Steckhülse oder Messingspirale im Brennerhals: das Ende der Seele schrumpft oder
schmilzt ab
• Die Seele wird nicht bis zu den Vorschubrollen durchgeschoben
Der Draht knickt aus
• Kein Stützrohr (Kapillarrohr) zwischen Brenner und Drahtvorschub
Der Draht knickt aus
•Drahtvorschubgeschwindig
keit ist nicht konstant
• Lichtbogen ist unstabil
Brennerausrüstung zum MIG Schweißen von Aluminium
Brennerausrüstung zum MIG Schweißen von Aluminium
Nr.2: Die richtige Seele
Messingvorsatz
Brennerausrüstung zum MIG Schweißen von Aluminium
Teflonseele zu kurz
Lösung:
Die Bremse
• Die Bremse ist zu fest angezogen• Die Bremse ist zu lose
C3
D3B3
A3
(A3) Mitnehmerstift
(B3) Sechskantmutter
(C3) Innensechskantschraube
(D3) Rändelmutter
Drahtvorschubrollen zum MIG Schweißen von Aluminium
• Immer Drahtvorschubrollen für Aluminium verwenden
• Immer mit 4-Rollen-Drahtvorschub arbeiten
• Immer auf einen niedrigeren Anpressdruck achten als bei Stahl
• Für Drähte unter 1,2 mm und Brenner über 4 m einen Push-Pull-Brenner
verwendenVerschiedene Antriebsrollen:a) Stahl
b) Aluminiumc) Fülldraht
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Verschleißteile
Die Anwendung bestimmt die Ausrüstung
Wirtschaftlichkeit
• Lange Standzeiten
• Optimale Kühlung
• Präziser Stromübergang
Produktivität
• Hohe Qualität durch Materialauswahl
• Handhabung
• Ergonometrie
GasdüseAuch die Gasdüse spielt eine wichtige Rolle im Schweißprozess.Ist diese zu lang oder zu kurz, ändert sich der elektrische Widerstand im Lichtbogen. Wählt man die falsche Form (zylinderförmig, konisch) ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit des Gases sowie der Gasschutz des Schmelzbades.
Brennerausrüstung zum MIG Schweißen von Aluminium
Schweißbrenner und Zwischenschlauchpaket• Der Schweißbrenner sollte nicht über 3 Meter lang sein.• Bei größeren Längen (>4m) sollte auf einen Push-Pull Antrieb zurückgegriffen werden. Bei dezentralen Schweißgeräten längeres Zwischenschlauchpaket benutzen• Trugschluss Drahtdurchmesser “Das gibt dünnere Schweißnähte”
Brennerausrüstung zum MIG Schweißen von Aluminium
Nr.3: Die richtige Gasdüse
Die Länge der Gasdüse bestimmt u.a. den Stickout: längeres Stickout bedeutet mehr el. Widerstand
Die Düsenform bestimmt die
Strömungsbedingungen: eine konische Düse
erhöht die Strömungsgeschwindigkeit beim Austritt des Gases und kann zu Turbulenzen und Aufnahme von Luft und Feuchtigkeit führen. Auch Ablagerungen um
Düseninneren können den selben Effekt verursachen.
• Poren in der Schweißnaht• Draht oder Grundwerkstoff verschmutzt oder oxidiert
• Schutzgas verunreinigt oder falsch, zu wenig oder zuviel Gas
• Gasdüse zu groß, Gasschlauch porös oder nicht fest verschraubt
• Druckminderer defekt (Staudruck beim Starten)
• Falsche Brenneranstellung (schleppend)
• Feuchtigkeit (Wasserstoffeinschlüsse)
• Wärmerissbildung• zu hohe Schweißleistung
• falsche Draht - Grundwerkstoffkombination
Fehler beim MIG Schweißen von Aluminium
• Schmauch auf der Schweißnahtoberfläche („Ruß“)• Falscher Brennerwinkel (Brenneranstellung)
• Brennerabstand zu groß (langes Drahtende)
• Gasabschirmung unzureichend (zu gering eingestellt oder Zug)
• Falsche Schweißrichtung
• Schlechte Anbindung („nicht verschmolzen“)• Schweißleistung zu gering
• Falscher Drahtdurchmesser
• Nicht vorgewärmt
• wenn im Startbereich> dann ist Startschweißleistung zu niedrig
• zu hohe Schweißgeschwindigkeit (Brennervorschub)
Fehler beim MIG Schweißen von Aluminium
Beim „schrittweisen“ Schweißen (auch Pilgerschritt genannt) wird die Schweißnaht zweimal geschmolzen. Gase haben mehr Zeit aus dem Schmelzbad zu entweichen.
• Bessere Gasabschirmung und wenigerOberflächenoxidation
• Geringere Porösität(bessere Entgasung)
• Optisch gefällige Schweißnaht
Schrittweises Schweißen
Von Hand geschweißte Aluminiumnaht
Beim Aluminiumschweißen sollte der Brenner leicht stechend geführt werden
• Saubere Schweißnaht, kein Schmauch an der Oberfläche• Gute Gasabdeckung
• Bessere Nahtform
Brennerwinkel
Neutral
Schweißrichtung
60 bis 80°
Das StickOut ( Länge des freien
Drahtendes)
Stick-Out zu lang:
• Schlechte Gasabdeckung• Instabiler Lichtbogen
• Schlechter Einbrand• Schlechtes Schweißprofil
• Drahtzufuhrstörungen• Brennerüberhitzung
• Gasfluss-Störungen• Schlechte Sicht
• Die richtige Länge für das freie Drahtende (Stick-out) beträgt bei hohen Schweißströmen 15 x Drahtdurchmesser (mm) und bei niedrigen Parametern 10 bis 12
x Drahtdurchmesser (mm)
Stick-Out zu kurz
Das StickOut ( Länge des
freien Drahtendes)
Die Stromstärke ändert sich je nach der Länge des Stick-Out, jedoch bleiben Drahtzufuhrgeschwindigkeit und Lichtbogenspannunggleich.
DV: 10,9 m/minSchweißzusatz: AlMg5, 1,2 mm
Grundwerkstoff AlMg 5
30mm 10mm
Zu lang Zu kurz
Stick-Out
Länge 20mm
Richtig
190 A 205 A 240 A
Was ist Powerpuls?
Durch Überlagerung des MIG / MAG- Impuls lichtbogens und
gleichzeitigem synchronen Pulsen des Schweißdrahtes wird der gleiche Effekt, wie beim WIG-
Pulsen mit Drahtzugabe in der Hochstromphase erreicht.
Der Impulslichtbogen/Powerpuls
Der Impulslichtbogen / Powerpuls
• Wo sind die Vorteile, wo ist der Anwendungsbereich
•Verwendung der MIG/MAG Technik für bisherige WIG Anwendungen
•Erheblich schnelleres Schweißen durch die Verbindung der MIG / MAG-
Impuls-schweißens mit den Vorteilen der WIG-Technik
•Sehr schmales, kaltes Schmelzbad(geringe Wärmeeinbringung,
minimierter Verzug bzw. Spannungen im Grundmaterial)
•Sicheres Beherrschen von Wurzel- und Zwangslagenschweißungen auch bei
Dünnblechen
•Bessere Optik der Schweißnaht Sichtnähte in WIG Qualität mit der
Geschwindigkeit des MIG Schweißens
•Besseres Ausgasen der Schmelze
•(Hot)Start Programmfunktion zur Vermeidung von Anfangsbindefehlern
Produktkonzept
Gaskühlung Zweikreiskühlung
Das Original Buchsen / Stecker
Dinse Kupplung
Dinse – Kupplung :
einfach, sicher, robust und dauerhaft
• Formschlüssige Vollgummimuffen
• sehr hohe Strombelastbarkeit
• Bester mechanischer Kraftschluss
Drahtzufuhr
Exakte Drahtzufuhr
Hohe Qualität durch gezielte Komponentenauswahl
Präziser Scheibenläufermotor
Robust, auch in der Nutzungsphase
geeignet für Rund- und Flachdraht
Kolloquium Schweißkonstruktion und SchweißtechnikSchweißen von Aluminiumknetlegierungen
Anwendungsbeispiele – EN AW-5083
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Kolloquium Schweißkonstruktion und SchweißtechnikSchweißen von Aluminiumknetlegierungen
Anwendungsbeispiele – EN AW- 5083, 5656 und 5059
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Kolloquium Schweißkonstruktion und SchweißtechnikSchweißen von Aluminiumknetlegierungen
Anwendungsbeispiele –EN AW-5083 und 5059
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Kolloquium Schweißkonstruktion und SchweißtechnikSchweißen von Aluminiumknetlegierungen
Anwendungsbeispiele – EN AW-6060, 6082, 6061
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
ICT und VT605
Kolloquium Schweißkonstruktion und SchweißtechnikSchweißen von Aluminiumknetlegierungen
Anwendungsbeispiele – EN AW-6060, 6082, 6061
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Kolloquium Schweißkonstruktion und SchweißtechnikSchweißen von Aluminiumknetlegierungen
Anwendungsbeispiele – EN AW-7020 und 7005
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Kolloquium Schweißkonstruktion und SchweißtechnikSchweißen von Aluminiumknetlegierungen
Anwendungsbeispiele – EN AW-7020
Institut für KonstruktionSchweißkonstruktion im MB
Universität Siegen
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Präsentation Aluminiumschweißen Volker Brenner2012 DINSE G.m.b.H. 02/ 2012
Quellenverzeichnis
[1] Internetseite der SK Hameln, www.sk-hameln.de
[2] Internetseite www.wikipedia.de
[3] Internetseite der Fa. Kjellberg, www.kjellberg.de
[4] Internetseite der Fa. ESAB, www.esab.de
[5] Internetseite der Fa. Linde Gas, www.linde-gas.de
Datei: Schutzgasschweiss_und_Formieren_Linde.pdf
Datei: WIG Schweißen – Tips für den Praktiker
[6] Killing, R.: Kompendium Schweißtechnik Band 1- Verfahren der
Schweißtechnik Fachbuchreihe Schweißtechnik Band 128/1,
DVS Verlag Düsseldorf
[7] Killing, R.: Handbuch der Lichtbogenschweißverfahren Band 1 -
Lichtbogenschweißverfahren, Fachbuchreihe Schweißtechnik
Band 76/l, DVS Verlag Düsseldorf
[8] Internetseite FH Münster, www.fh-muenster.de,
Datei: ST-Praktikum_Nr._3.pdf,
Datei: ST_Kap_2.3.1_Grundlagen_Lichtbogenschwei__en.pdf
[9] Fahrenwaldt, H.J. und Schuler, V., Praxiswissen Schweißtechnik
Friedr. Vieweg & Sohn Verlag / GWV Fachverlag, Wiesbaden,
1. Auflage 2003
[10] Internetseite ISF Aachen, www.isf.rtw-aachen.de,
Datei: d_ST1_KAP05.pdf, Teil 5. Metallschutzgasschweißen
Datei: SS04_Fert_Konst_L_%F6s.pdf
[11] Internetseite Fa. Oerlikon, www.oerlikon.de,
Datei: Plakat01.pdf
[12] Internetseite Pangas, www.pangas.ch
Datei: Lichtbogenarten.pdf
Datei: PanGas_SchweissenVerbindet_D.pdf
[13] Internetseite Uni Siegen, www.uni-siegen.de
Datei: Folie ME-01
[14] Internetseite FH Konstanz, www.ma.fh-konstanz.de
Datei: WIG_Schweissen.pdf
[15] Internetseite Listec, www.listec.ch
Datei: Auswahl_von_Schweissstromquellen_2007.1
[16] Internetseite ISAF, www.isaf.tu-clausthal.de
Datei: ISAF_Fertigungstechnik_2.pdf
[17] Internetseite Isoarc, www.isoarc.ch
Datei: plasma_tig.pdf
(18)Volker Brenner, EWM
Aluminiumschweißen in der Praxis
(19) FH Siegen Wieland Menn
Aluminiumschweißen
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