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Die richtige Wahl einer Lichtbogenschweissstation

Das Lichtbogenschweißen ist eine Technik zur Herstellung dauerhafter Verbindungen zwischen Metallteilen. Lichtbogenschweißstationen erzeugen intensive und lokalisierte Wärme, indem sie einen elektrischen Lichtbogen zwischen dem zu schweißenden Teil und einer Elektrode erzeugen. Die sehr hohe Temperatur des Lichtbogens ermöglicht es beispielsweise, die Kanten der Schweißnaht zu schmelzen und ein Zusatzwerkstoff, wobei es sich um einen Stab oder Draht handeln kann. Je nach der zu verrichtenden Arbeit ist es nicht erforderlich, ein Zusatzmetall zu verwenden.

Es gibt 3 Haupttechnologien für Lichtbogenschweißstationen:
– MMA-Schweißgeräte
– MIG/MAG-Schweißgeräte
– WIG-Schweißgeräte

Lichtbogen-Schweißstationen auf einen Blick

  • Was ist eine MMA-Schweißstation?

    Tragbare MMA-Schweißstation der Marke GYS
    Tragbare MMA-Schweißstation der Marke GYS

    Eine MMA-Schweißstation, auch Elektrodenschweißstation genannt, ist ein elektrischer Transformator mit starker Ausgangsspannung. Der Ausgang der Schweißstation besteht aus einem Erdungskabel, das mit dem zu schweißenden Teil verbunden wird, und einem Kabel, das mit Elektrodenhalterklemme versehen ist.

    Wird die Elektrode, allgemein als „Stab“ bezeichnet, an das zu schweißende Teil herangeführt, so kommt es zu einem Kurzschluss und einem Lichtbogen bei hoher Temperatur, der das Metall der zu schweißenden Teile sowie die Elektrode selbst schmilzt. Die Elektrode besteht aus einem Metallkern, der den Schweißzusatz bildet, und einer Beschichtung, die eine Schutzschicht gegen Oxydation bildet. Diese Schutzschicht wird als „Schlacke“ bezeichnet; sie muss nach dem Abkühlen des Lotes entfernt werden. Elektroden sind daher Verbrauchsmaterialien, deren Zusammensetzung und Durchmesser an die auszuführende Arbeit angepasst werden müssen.

    Die Hauptschwierigkeiten beim Lichtbogenschweißen sind:

    – Die Schwierigkeit des Primens: Wenn sich die Elektrode zu nahe an den zu schweißenden Teilen befindet, um mit dem Schweißen zu beginnen, bildet sich kein Lichtbogen und die Elektrode klebt an den zu schweißenden Teilen, was zu einem direkten Kurzschluss führt.

    – Die Schwierigkeit, den richtigen Abstand zwischen dem Stab und den zu schweißenden Teilen einzuhalten: Aufgrund des Verschleißes des Stabes muss der Schweißer seine Position ständig anpassen.

    Transformator-Schweißstationen heißen „shunt„. Die MMA Inverter sind eine Weiterentwicklung dieser Technologie; sie verwenden einen elektronischen Transformator, der die Ausgangsleistung kontinuierlich regelt. Die MMA Umspannwerke sind kompakter und leichter; sie ermöglichen dank ihrer präzisen Leistungsregulierung eine bessere Schweißqualität und sind generell mit einer Sicherheitsvorrichtung ausgestattet, die den Strom bei einem Festkleben der Elektrode unterbricht.

    Eine MMA-Schweißstation ist besser für kleine Arbeiten (Reparaturen usw.) als für die Produktion geeignet:

    – sie ist einfacher zu transportieren, da sie keine Gasflasche benötigt;

    sie wird weniger durch Zugluft für den Außeneinsatz gestört;

    – sie ermöglicht das Schweißen der meisten Metalle durch einfaches Wechseln des Stabes;

    – sie ermöglicht dank der Länge der Stäbe den schwierigen Zugang zu den Schweißnähten und

    – sie ist die kostengünstigste Technologie.

    Wichtige Punkte:

    • Tragbare Schweißstation
    • Invertertechnologie
    • flussmittelummantelte Stäbe
    • für kleine Arbeiten
  • Was ist eine MIG/MAG-Schweißstation?

    MIG-MAG Schweißstation der Marke ARO
    MIG-MAG Schweißstation der Marke ARO

    Die MIG/MAG-Schweißstation ist auch eine Lichtbogenschweißstation, aber die beschichtete Elektrode wird durch eine Drahtrolle ersetzt, die sich im Schweißbrenner abwickelt, wenn der Draht durch das Schweißen verbraucht wird. Um die Schweißraupe vor Oxidation durch die Umgebungsluft zu schützen, wird die Elektrodenbeschichtung durch ein Gas ersetzt, das an der Schweißnaht durch den Brenner verbreitet wird.

    • Beim MIG-Schweißen (Metal Inert Gas) wird ein Schutzgas wie Argon oder Helium verwendet. Es ist geeignet für Edelstahl, Leichtmetall und NE-Metalle.
    • Beim MAG-Schweißen (Metal Active Gas) wird eine Mischung aus Argon und CO2 oder Argon und Sauerstoff verwendet, die mit dem Schweißvorgang reagiert, um die Qualität zu verbessern. Sie wird ausschließlich für Kohlenstoffstähle verwendet.

    Auf der Basis des richtigen Gases kann das MIG/MAG-Schweißen alle gängigen Metalle schweißen.

    MIG/MAG-Schweißstationen erzeugen qualitativ höherwertige Schweißnähte als MMA-Schweißstationen; sie ermöglichen das Schweißen dünnerer Bleche und eignen sich besser für Produktion, Automatisierung und Robotik. Das MIG/MAG-Schweißen ist auch der Prozess, der am leichtesten zu erlernen ist.

    Es kann auch eine MIG-Schweißstation ohne Zulaufgas verwendet werden. Dazu ersetzen Sie einfach den massiven Draht durch gefüllten Draht, der ein Pulver enthält, das beim Schweißen verdampft, um die Schutzgasdecke herzustellen, die die Schweißnaht vor Oxidation schützt. Das MIG-Gasschweißen ermöglicht ein sauberes Schweißen und massiver Draht ist preiswerter als gefüllter Draht; beim gaslosen Schweißen entfällt dagegen der Umgang mit Gasflaschen, es ist weniger zugempfindlich und eignet sich daher besser für Arbeiten im Freien. Weiterhin ist ein besseres Eindringen der Schweißnaht in dicke Materialien gewährleistet.

    Wichtige Punkte:

    • Halbautomatische Schweißstation
    • Schutzgas (neutral)
    • Aktivgas
    • Drahtrollen
    • Volldraht
    • Fülldraht
  • Was ist eine WIG-Schweißstation?

    WIG-Schweißstation der Marke REHM
    WIG-Schweißstation der Marke REHM

    Die WIG – Schweißstation verwendet ein neutrales Gas (Schutzgas), eine nicht schmelzbare Elektrode und ein Zusatzmetall. In manchen Fällen kann das Schweißen ohne Zusatzmetall geschehen. Die WIG-Schweißstation wird zum Schweißen dünner Schichten eingesetzt.

    Sie kann manuell (der Schweißer hält den Hilfsmetallstab in der anderen Hand) oder halbautomatisch sein (die Schweißstation ist mit einem Abroller für das Schweißgut ausgestattet). Dieses Verfahren wird hauptsächlich für Nichteisenmetalle wie Titan oder Aluminium eingesetzt. Wird ein Zusatzmetall benötigt, so ist dies unbeschichtet, da der Schweißbereich durch Schutzgas vor Korrosion geschützt ist. Diese Art des Schweißens wird gern verwendet, da es die Möglichkeit bietet, eine sehr hohe Schweißqualität zu erzielen, insbesondere wenn dichte Schweißnähte oder Schweißnähte von dünnen Blechen gewünscht werden.

    Ein WIG-Schweißbrenner muss gekühlt werden. Bei niedrigen Schweißintensitäten ist die Kühlung durch das Gas ausreichend; bei höheren Intensitäten ist es jedoch notwendig, einen flüssigkeitsgekühlten Brenner zu verwenden.

    Die Elektrode kann aus Wolfram oder einer Wolframlegierung bestehen; die Wahl  richtet sich nach den zu schweißenden Metallen. Sie ist nicht schmelzbar (und trägt somit nicht zur Metallversorgung beim Schweißen bei); sie verschleißt jedoch und muss regelmäßig geschärft werden, da die Qualität des Lichtbogens von der Form ihrer Spitze abhängt.

    Wichtige Punkte:

    • Halbautomatische Schweißstation
    • Nicht schmelzbare Wolframelektrode
    • Extrem hohe Schweißqualität
    • Neutrales Gas
    • Titan
    • Für feine Bleche
  • Die Wahl einer Scvhweißstation

    Tragbare WMA-Schweißstation der Marke Oerlikon
    Tragbare WMA-Schweißstation der Marke Oerlikon

    Leider gibt es keinen Schweißprozess oder eine Schweißanlage, die für alle Anwendungen geeignet wären. Um eine Schweißstation zu wählen, muss man sich die richtigen Fragen stellen und die Vor- und Nachteile jeder Technik im Vergleich zum Einsatz der Geräte abwägen.

    Folgende Kriterien müssen berücksichtigt werden:

    • Verwendungszweck:
    Anwendung WMA-Schweißstation MIG/MAG-Schweißstation WIG-Schweißstation
    Instandhaltung, gelegentliche Verwendung X
    Regelmäßige Verwendung, Produktion X
    Produktion, dichte oder hochqualitative Schweißnähte X
    • Materialien :

    Eine WMA-Schweißstation kann die meisten Metalle durch Wechseln der Stäbe schweißen; das Schweißen von Aluminium mit diesem Verfahren ist jedoch schwierig und erfordert eine große Kompetenz des Schweißers.

    Eine MIG/MAG-Schweißstation kann alle gängigen Metalle schweißen, das Schutzgas für Kohlenstoffstähle muss jedoch gewechselt werden (MAG-Schweißen).

    Eine WIG-Schweißstation kann alle Metalle mit dem gleichen Schutzgas schweißen und gestattet sogar das Schweißen von Titan.

    • Dicke :

    Unabhängig vom Verfahren kann gesagt werden, dass je dicker das zu schweißende Material, desto stärker der erforderliche Strom; es muss daher eine Station gewählt werden, die eben diesen Strom liefern kann.

    • Stromzufuhr:

    Eine einphasige Schweißstation kann einen maximalen Strom von 200 A liefern, während eine dreiphasige Lötstation zwischen 400 und 600 A liefern kann.

    • Einschaltdauer (duty cycle):

    Die Einschaltdauer ist ein wichtiger Parameter bei der Wahl einer Schweißmaschine, da sie die Fähigkeit der Anlage für längeres oder kürzeres Arbeiten ohne erforderliches Abkühlen darstellt.

    Die Einschaltdauer wird in Prozent angegeben und entspricht der Dauerbetriebszeit der Station über einen Zeitraum von 10 Minuten.

    Die Einschaltdauer wird für einen oder mehrere Schweißstromwerte angegeben. Je stärker der Schweißstrom, desto schneller erwärmt sich die Schweißstation und desto geringer ist der Betriebsfaktor.

    Beispiel: Eine Betriebsdauer von 70% bei 100 A bedeutet, dass die Station, wenn sie auf 100 A eingestellt ist, 7 Minuten lang kontinuierlich betrieben werden kann und dann 3 Minuten lang abkühlen muss, bevor sie wieder verwendet werden kann.

    Auswahlkriterien für eine Schweißstation

    • Schweissmethode
    • Zu schweißende Rohmaterialien
    • Zu schweißende Stärke
    • Einschaltdauer (duty cycle)
    • Einphasig/dreiphasig
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