Impuls oder stufengeschaltet: Was schweißt besser?
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Impuls oder stufengeschaltet: Was schweißt besser?
© 2007 Carl Hanser Verlag, München www.blechinform.com Nicht zur Verwendung in Intranet- und Internet-Angeboten sowie elektronischen Verteilern. BLECHPRAXIS Fügetechnik SCHWEISSVERFAHREN Impuls oder stufengeschaltet: Was schweißt besser? Wer heute Dünnblech schweißt, sieht sich vielen Anforderungen und Regeln gegenüber. Gefragt sind Lösungen, die mehrere Anwendungen in einem Gerät vereinen. Dazu bieten sich moderne, voll digitalisierte Impulsstromgeräte an, die ihren festen Platz in der Blechbearbeitung haben. Aber auch die konventionellen stufengeschalteten MIG/MAGGeräte wurden weiterentwickelt; die neuesten von ihnen sind ebenso vielseitig für Dünnblech verwendbar. Eine Gegenüberstellung von Unterschieden der beiden Gerätearten kann die Investitionsentscheidung erleichtern. DAS IMPULSLICHTBOGEN-Verfahren wurde ursprünglich für das Verschweißen von Edelstahl oder Aluminium entwickelt. Dann optimierte man es auch für den Mischlichtbogen, wie er vor allem im Baustahlbereich benötigt wird. Heute ist der Impulslichtbogen bei allen Materialarten und -stärken vertreten. Konkurrenzlos sind Impulsstromquellen bei allen Anwendungen, bei denen der Fügeprozess mit Robotern automatisiert werden soll. Aber auch beim manuellen Schweißen in Handwerk oder Industrie sind sie auf dem Vormarsch. Gründe dafür sind die Vielseitigkeit bei der Auswahl des Verfahrens (konventionell oder Im- 46 puls) und die minimale Spritzerneigung. Weil der Impulslichtbogen nahezu spritzerfrei arbeitet, entfällt bei modernen Geräten die Notwendigkeit von Nacharbeit. Impulsstromquellen sind teurer in der Anschaffung als vergleichbare stufengeschaltete MIG/MAG-Anlagen derselben Leistungsklasse. Der Preis solcher Geräte spiegelt allerdings auch die höhere Nahqualität und die bessere Anwendungsflexibilität wider. Vor mehr als 50 Jahren wurde mit dem MIG/MAG-Schweißen ein unterbrechungsfreies Verfahren als Alternative zu dem bis dato üblichen Elektrodenschweißen entwickelt. Das Prinzip des klassischen stufengeschalteten Kompakt: Das MIG/MAG-Impulsschweißgerät ›Panther 200 Puls‹ ist eine 20 kg schwere 230-V-Inverterstromquelle mit 200 A Schweißstrom. Sie eignet sich zum Fügen von Stahl, Edelstahl und Aluminium bei Montageeinsätzen vor Ort MIG/MAG-Schweißens und der Geräteaufbau entsprechender Maschinen sind seitdem unverändert. Allerdings ist die Bedienung immer einfacher und sind die Möglichkeiten der Dokumentation immer ausführlicher geworden. Zudem gibt es mittlerweile viele verfahrenselektronische Optionen, die die Schweißcharakteristik für spezifische Anwendungsfälle optimieren. Auch wurden aus dem Grundaufbau verschiedenste, auch speziell für © Carl Hanser Verlag, München BLECH InForm 6/2007 © 2007 Carl Hanser Verlag, München www.blechinform.com Nicht zur Verwendung in Intranet- und Internet-Angeboten sowie elektronischen Verteilern. Fügetechnik Im Einsatz: MIG/MAG-Impulsschweißgerät ›Panther 200 Puls‹ bei der Firma Metz in Nürtingen Dünnblechanwendungen zugeschnittene Anlagenvarianten entwickelt. Insgesamt gesehen, hat sich das klassische MIG/MAG-Schweißen aufgrund dieser Weiterentwicklungen wieder für den aktuellen Stand der Schweißtechnik qualifiziert. Stufengeschaltete MIG/MAG-Geräte werden in naher Zukunft weiterhin die am weitesten verbreiteten Schweißgeräte in der Metallverarbeitung sein. Demgegenüber sind die modernen, kleineren und für eine mittlere Blechdicke ausgelegten 200-A-Impulsstromgeräte voll digitalisiert und in Invertertechnik ausgeführt. Eine kompakte Bauform, ein niedriges Gewicht und ein Netzanschluss von 230 V qualifizieren diese Stromquellen für ein breites, mobiles Einsatzspektrum. Besonders bei einer Blechdicke von 2 bis 5 mm ermöglichen diese Geräte eine gute Nahtoptik ohne Schweißspritzer. So wird Nacharbeit eingespart. Die integrierte Invertertechnik mit voll digitalisierter Regelung umfasst bei bevorzugten Geräten eine stufenlose elektronische Schweißdrossel, Echtzeitüberwachung der Draht-Vorschubgeschwindigkeit und eine Datenbank mit Expertenkennlinien für optimierte Schweißparameter. Anwender können zum Einstellen der Schweißparameter auf zahlreiche Synergiekennlinien zurückgreifen oder manuell Daten programmieren. Solche individuellen Jobs lassen sich dann speichern, soBLECH InForm 6/2007 dass der Schweißvorgang zu einem späteren Zeitpunkt ohne Zeitverlust reproduzierbar ist. BLECHPRAXIS Moderne Impuls-Schweißstromquellen eignen sich zum Fügen aller gängigen Werkstoffe wie Stahl, Edelstahl, Aluminium und für beschichtete Bleche, zum Beispiel verzinkte oder aluminierte. In den vier manuellen Betriebsarten 2-Takt, 4-Takt, Punkt und Intervall kann die Energie entweder über den Strom, die Vorschubgeschwindigkeit oder über die Materialstärke eingestellt werden. Bei besonderen Aufgaben wie dem Schweißen in Zwangslagen oder dem Überkopfschweißen helfen elektronisch programmierte Schweißdrosseln inklusive manueller Korrekturmöglichkeit. 47 © 2007 Carl Hanser Verlag, München www.blechinform.com Nicht zur Verwendung in Intranet- und Internet-Angeboten sowie elektronischen Verteilern. BLECHPRAXIS Fügetechnik beim Kurzlichtbogen, wie er bei stabilem Dünnblech üblich ist, für ausgezeichnete Zündeigenschaften und einen stabilen Lichtbogen sorgt. Dank einer solchen Regelungstechnik ist für den Anwender fast kein Qualitätsunterschied mehr zwischen den Schweißnähten stufengeschalteStufengeschaltet: Schweißgerät ›Synergic Pro2 230-4 Quattro-MIG‹, ausgelegt für das ›kalte‹ Schweißen von Dünnblechen ab 15 A. Das Gerät mit 4-Rollen-Antrieb eignet sich besonders für dünne Drähte Eine Schwäche dieser Impulsquellen liegt im Stahlblechbereich unter 1,5 mm. Hier wird trotz der fortlaufenden Regelungsschleifen der Verfahrenselektronik vom Lichtbogen häufig mehr Wärme als nötig in den Werkstoff eingebracht. Was diese kleinen Impulsstromquellen gegenüber der klassischen MIG/MAG-Technik auszeichnet, sind ihre kompakten Maße und das niedrige Gewicht: Mit rund 20 kg Gewicht und der Größe eines Aktenkoffers gehören solche Ideal-Geräte zu den leichtesten und kleinsten auf dem Markt verfügbaren Schweißstromquellen für den Dünnblechbereich. Eine echte Alternative zu MIG/MAG-Impulsgeräten in der Dünnblechverarbeitung sind spezifische, auf dieses Anwendungsspektrum zugeschnittene Gerätevarianten als klassische stufengeschaltete MIG/MAGAnlagen der neuesten Generation. Mit solchen Varianten führender Hersteller lässt sich das gesamte Spektrum vom Kurz- bis zum Sprühlichtbogen abdecken und gleichzeitig schon ab 15 A Schweißstrom arbeiten. Damit gelingt das ›kalte‹ Fügen dünner Bleche von 0,5 bis 1,5 mm. Kraftvolle 4-Rollen-Antriebe stellen sicher, dass auch Feinschweißarbeiten prozesssicher ausgeführt werden können. Der Drahtvorschub ist im Idealfall digital geregelt und wird in Echtzeit überwacht, sodass immer ein konstantes Drahtlängenende entsteht. Moderne stufengeschaltete Geräte sollten eine stufenlos einstellbare elektronische Drossel haben, die vor allem 48 ter MIG/MAG-Geräte und denen von Impulslichtbogen-Geräten feststellbar. Über den integrierten Regler kann zudem die Lichtbogencharakteristik zusätzlich optimiert werden. – Ein Vorteil, der besonders in Zwangslagen zum Tragen kommt. Auf die Frage, nach welchen Kriterien man das passende Gerät zum Dünnblechschweißen aussucht, antworten Experten meist: »Natürlich müssen die Schweißeigenschaften stimmen, aber es muss auch einfach zu bedienen sein.« Bei den modernsten stufengeschalteten MIG/MAG-Geräten stellt eine Parameter-Datenbank die einfa- Bedienpanel einer stufengeschalteten MIG/MAG-Anlage: Zur Erleichterung der korrekten Spannungseinstellungen müssen nur die Dicke des Blechs (Knopf A) und die Materialart/-stärke des Schweißdrahtes (Knopf B) eingegeben werden. Die restlichen Schweißparameter werden automatisch eingestellt che Bedienbarkeit sicher. Diese Kennlinien-Datenbank verfügt über das Wissen von Schweißexperten. Der ›normale‹ Schweißer muss nur drei Eingaben machen: Werkstoff, Drahtdurchmesser und Materialstärke. Das reicht – alles weitere regelt das Gerät dann selbstständig. So wird die Lichtbogenlänge nicht nur über die Messung der Lichtbogenspannung und des Schweißstroms, sondern zusätzlich auch über die digitale Erfassung der Draht-Vorschubgeschwindigkeit geregelt. Der Mikroprozessor regelt den Schweißprozess automatisch und optimiert sowohl Zündeigenschaften als auch Lichtbogenstabilität. Solche Hightech-Anlagen sind übrigens ähnlich wie Inverterquellen auch mit Synergiekennlinien für das Schweißen von Aluminium mit einer Dicke von 1,0 bis 5,0 mm oder für das MIG-Löten ausgestattet. Ihre ›Hauptdisziplin‹ ist jedoch das Verarbeiten von Baustahl. Wer regelmäßig Edelstahl und sogar Aluminium zu verarbeiten hat, sollte auf die Impulstechnik setzen. Beide Gerätearten eignen sich für Dünnblech gleich gut Es sind also weniger die blanken technischen Daten oder die anwendbaren Varianten, sondern vielmehr die konkreten Einsatzbedingungen, die die Entscheidung beeinflussen sollten. Fragen nach durchschnittlicher Gebrauchsdauer pro Tag, Ausbildungsstand des Schweißers, örtlichen Gegebenheiten, dem Anteil dünner oder dicker Bleche, den Anteilen von Werkstoffen wie Aluminium und Edelstahl im Anwendungsspektrum oder auch nach Dokumentationserfordernissen sind häufig wichtiger als die reine Frage nach dem ›besten‹ Schweißverfahren. Zum Impulsschweißen mit Invertertechnik gehören kleine, leichte Geräte, die bei mobilen Einsätzen und beim häufigen Wechsel zwischen Edelstahl und Aluminium zu empfehlen sind. Stufengeschaltete Geräte lassen sich besonders einfach bedienen, sind sehr robust und haben ihre besonderen Stärken bei sehr dünnen und sehr dicken Blechen aus Stahl. Beide Gerätearten sind also vielseitig verwendbar und für die Dünnblechbearbeitung gleich gut geeignet. Die konkrete Entscheidung muss in einer einzelfallbezogenen Beratung erfolgen. ■ BF100514 UWE RUF Rehm GmbH & Co. KG Schweißtechnik, Uhingen www.rehm-online.de © Carl Hanser Verlag, München BLECH InForm 6/2007