MIG-Schweißverfahren

MIG Schweißverfahren

Das MIG ( Metall - Inertgas) Schweißverfahren gehört wie das MAG (Metall - Aktivgas) Schweißverfahren zu den Schutzgasschweißverfahren.
Unterschiede zum MAG Schweißen sind zum einen die Verwendung von inerten Schutzgasen und das vorwiegende Verwenden der Impulslichtbogentechnik.

Der Schweißvorgang

Der Draht wird mit Hilfe einer Drahtvorschubsvorrichtung von einer Drahtrolle durch das Schlauchpaket in die Schweißpistole gefördert.
Hier treffe nun der Draht das Schutzgas und der Strom aufeinander. Der Draht hat nun zwei Aufgaben.
1)er dient als stromführende Elektrone.
2)und er dient als Schweißzusatzwerkstoff.

Wenn nun der stromführende Schweißdraht auf das auf masse gelegte Werkstück trifft, dann zündet der Lichtbogen zwischen Schweißdraht und Werkstück und der gleichmäßig zugeführte Draht schmiltzt und tropft gleichmäßig auf das Werkstück und verbindet sich mit ihm.

Der Schweißbrenner und das Schlauchpaket

Der Schweißbrenner besteht aus:

1)Brenner
2)Haltering
3)Düsenstock
4)Kontaktspitze
5)Isolierhülse
6)Gasdüse

Auf dem Brenner wir der Haltering und der Düsenstock befestigt.
Auf dem Düsenstock wird dann die Kontaktspitze montiert.
Der Haltering dient als luftdichte Verbindung zwischen Brenner und Gasdüse in welcher sie die Isolierhülse befindet.

Das Schlauchpaket besteht aus:
1)Ummantelung
2)Kühlschlauchen
3)Drahtsele
4)Stromleitung
5)Schutzgasleitung

In der Ummantelung des Schlauchpaketet befinden sich die Zuleitung und die Rückleitung der Wasserkühlung.
Außerdem befindte sich eine Kunstoff oder Teflon Seele sowie die Stromleitung und die Schutzgasleitung in ihr.

Die Drahtförderung

Bei der Drahtförderung von Aluminiumdraht ist darauf zu achten das man keinen Abrieb vom Draht an den Anpressrollen und in der Drahtselle entsteht da es ansonsten zu Schweißstörungen kommt und der Draht an der Kontacktspitze festbrennt da er nicht mehr ungehindert gefördert werden kann.
Deswegen werden Kunstoff bezihungsweise Teflondrahtseelen verwendet das sich in ihnen der Draht nicht aufreibt.
Konventionelle Drahtführung
Hier bei setzt man auf Antrieben mit z.b Vier-Rollen Antrieb da mehrere Rollen bei deutlich niedrigeren Anpressdrücken trotzdem eine einwandfreie Drahtförderung gewährleisten.

Push Pull Drahtförderung
Bei der Push Pull Drahtförderung wir wie der Name schon sagt geschoben und gezogen.
Der vordere Drahtvorschubskoffer schiebt den Draht in Die Drahtseele und der hintere Drahtschubskoffer welcher sich genau vor dem Brenner befindet zieht den Draht, Dadurch wird eine deutlich geringer Reibung an den Drahtrollen erziehlt und die Drahtvörderung wird deutlich sicherer.
Dieses System wird meistens im zusammenhang mit Schweißrobbotern verwendet.

Einstellung der Anpressrollen

Die Anpressrollen müssen wie folgt eingestelt werden.
Die Vordere Anpressrolle mus mehr Druck als die hinter Anpressrolle aufweisen.
So wird gewährleistet das die hintere Anpressrolle den Draht nicht zu stark fördert und es nicht zu verknotungen kommt welchen dann zu unterbrechungen des Schweißvorganges fühern.

Anforderungen an den Draht

Beim Draht ist darauf zuachten das er mindestens ein Sprungmaß von 800mm aufweißt.
Sonst entsteht eine zuhohe Reibung in der Drahtseele der an den Anpressrollen und an der Kontaktspitze was dann zu einem nicht erwünschten Abrieb im Drahtförderungssystem führt.

Nahtvorbereitung

Beim Schweißen von Aluminium gilt es größte Sauberkeit einzuhalten, da es ansonsten zu Porenbildung kommen kann und auch die Korrosionsfähigkeit beeinflusst wird.Vor dem schweißen sollte die Oxidschicht entweder chemisch oder mechanisch entfernt werden.
Außerdem ist es zu empfehlen die Aluminiumverarbeitung von der Stahlverarbeitung zu trennen.

Außerdem dürfen keine Werkzeuge die im Stahlbereich eingesetzt werden für die Verarbveitung von Aluminium verwendet werden da diese das Material verunreinigen könnten und die Eigenschaften verändern könnten.

Die Verarbeitung und Lagerung des Schweißdrahtes und des Werkstückes sollte trocken und staubfrei erfolgen.
Spiziell bei der Lagerung ist darauf zu achten das der Werkstoff trocken gelagert ist.

Impulslichtbogen

Wird verwendet bei Schweißverbindungen mit Alluminiumlegierungen.
Hierdurch erreicht man ein geschupptes aussehen der Schweißnaht.
Dieses Verfahren wird zumeist im mechanisierten und automatisierten Bereich verwendet.
Dieser Impulslichtbogen wechselt zwischen zwei Leistungspunkten einer Kennlinie.
Diese Leistungspunkte ergeben sich durch eine Positive und eine Negative änderung der Drahtvorschubsgeschwindigkeit.
Max +- 2m/min.
Wie oft dann gewechselt wird bestimmt die Frequenz welche zwischen 0,5 bis 5 Hz liegt.

Werkstoffspezifische Besonderheiten

Al und Al Liegierung

Die Schmelztemperatur von Al liegt bei nur 660 °C und bei Al Legierungen bei lediglich 570 - 660 °C.

Unterschiede gegen über Stahl sind:

-Die viermal höhere Wärmeleitfähigkeit welche eine höhere Wärmeeinbringung verlangt.
-Das es sich stärker ausdehnt und es sich dadurch stärker Verzieht und sich höhere Spannungen bilden.
-Durch den Wärmeeinfluss entsteht keine Versprödung im Nahtbereich aber es führt zu einen Festigkeitsverlust.
-Es ist Kerbschlagempfindlich und darf nicht Angerissen oder Schlaggestempelt werden.
-Zum anzeichnen wird meistens ein Bleistift verwendet.

Oxydschicht

Die Oxydschicht auf der Werkstoffoberfläche kann Bindefehler verursachen und führt zur Kerbwirkung von eingeschwemmten Oxyteilen.
Diese wirken wie der Schlackeeinschluß bei Stahl.
Dieses fördert somit die Porenbildung, da die Oxydschicht nur im unmittelbaren Bereich des Mig Lichtbogens flüssig ist und außerdem sofort erstarrt.
Die Oxydschicht schmiltz erst bei 2040 °C der Grundmaterial jedoch schon bei 660°C.
Gegenmaßnahmen:
- Chemisches entfernen z.b Beizen
- Mechanisches entfernen der Oxidschicht Schleifen Flexen
- Blech entgraten

Inertgase

Als Inertgase werden beim MIG Schweißen Argon und Helium bezeichnet.
Argon:
Liefert einen ruhigen und stabilen Werkstoffübergang. Nachteil:
Die Einbrandintesivietät und die durch wasserstoffbedingte Porosität ist dem Argon Helium Gemischen klar unterlegen.

Durchgesetzt haben sich Argon Helium gemische mit einem Heliumanteil von 30 bis 70%.
Am meisten findet das Gemisch 50 50 verwendung.
Bei zunehmenden Heliumanteil muss man um die gleiche Lichtbogenlänge zuhalten die Lichtbogenspannung erhöhen.

Man kann auch Sauerstoff und Stickstoff zumischen.
Dadurch verbessert sich jedoch nicht die Einbrandintensivität sondern lediglich der Lichtbogen wird ruhiger.

Mischschweißgase

Argon:(nach Din 32526 EN 439) ist das Standartschutzgas für normale Schweißaufgaben.

Argon 70/HE 30: (nach Din 32526 EN 439) wird überall dort eingesetzt, wo erhöhte Anforderungen an das Porositätsverhalten gesttelt werden, für reines Aluminium und größlere Wanddicken.

Argon 50/HE 50: (nach Din 32526 EN 439) wird dann verwendet, wenn sehr hohe Anforderungen an die Porenfreiheit, besonders bei reinem Aluminium z.B Al 99,5 oder Al 99,8 oder größere Wanddicken gestellt werden.

Einbrandformen bedingt durch das Schweißgas

Ein zunehmender Helium –Gehalt führt zu einer breiteren und damit flacheren Naht. Der Einbrand ist nicht mehr fingerförmig wie bei Argon sondern wird runder und tiefer.
Die günstigeren Einbrandverhältnisse erleichtern das sichere Durchschweißen im Wurzelbereich und erlauben eine höhere Schweißgeschwindigkeit.

Schweißfehler

Brennerhaltung

Eine zuhohe Brennerhaltung führt zu porösen Nähten da hierbei das Schutzgas das Schweißbad nicht mehr komplett einschließt und Luft in das Schweißbad gelingt.
Diese porösen Nähte führen zu einer deutlichen geringeren Stabilität in der Schweißnaht.
Außerdem kann Zugluft auf z.b Baustellen dazu führt das der Luft in das Schweißbad eindringt was dann auch zu porösen Nähten führt.

=== Bindefehler und Brennerhaltung ===

Eine zuhohe Brennerhaltung und eine nicht Fachgerechte Nahtvorbereitung führt zu porösen Nähten da hierbei das Schutzgas das Schweißbad nicht mehr komplett einschließt und Luft in das Schweißbad gelingt.
Diese porösen Nähte führen zu einer deutlichen geringeren Stabilität in der Schweißnaht.
Außerdem kann Zugluft auf z.b Baustellen dazu führt das der Luft in das Schweißbad eindringt was dann auch zu porösen Nähten führt.

Außerdem kann eine zu schräge Brennerhaltung zu einem vorlaufendne Schweißbad führen was dann zu folge hat das der Lichtbogen die Nahtflanken nicht mehr richtig erreicht da diese vom Schweißbad verdeckt sind und das führt dann zu Bindefehlern.

Durch eine zu schräge Brennerhaltung kommt es zu Bindefehlern da die Wärme des Lichtbogen nicht gleichmäßig auf die Bauteile verteilt wird und dadurch an einem Bauteil es zu einer zu geringen Wärme einbringung führt.

Poren

Ursachen für Porenbildung:
- Zugluft.
- zu geringe Schutzgasmenge.
- feuter oder verschmutzter Nahtbereich oder Zusatzwerkstoff.
- undichtes Brenner oder Schlauchpaket.
- unruhiger Lichtbogen.

Schweißstart und Schweißende

Durch die Eigenschaften von Aluminnium (geringe Dichte und gute wärmeleitfähigkeit kommt es bei Schweißbeginn zu Kaltstellen.
Mit einem konventionellen Schweißgerät muss man ein Anlauf und ein Auslaufblech verwenden.
Damit erreichen wir das wir keine Kaltstelle im Nahtbereich des zu Schweißenenwerkstückes haben da diese sich im Anlaufblech befindet und der Nahtendkrater der durch die Vorlaufende Wärme am Nahtende entsteht sich auf dem Auslaufblech befindet.
Bei moderneren Schweißgeräten kann man den Schweißstart und das Schweißende einstellen.
Dann wird beim Schweißstart die Schweißleistung am Anfang erhöht wodurch das Grundmaterial sofort schmiltz und beim Schweißende wird dann die Schweißspanung soweit veringert sodass kein entkrater entsteht.

UVV

Schutzkleidung

Bei der Schutzkleidung ist darauf zuachten das sie aus nichtschmelzenden Materialien besteht da ansonsten Starke verbrennungen durch das Schmelzen der Kleidung erfolgen können.
Außerdem muss der Körper zum Schutz gegen Schweißspritzer und der Lichtbogenstrahlung komplett bedekt sein.
Die Kleidung darf nicht feucht sein.Hierbei ist es egal ob es sich bei der Feuchtigkeit um Wasser oder um brennbare Flüssigkeiten handelt weil beide die Schutzwirkung der Kleidung deutlich verringern.
Auch das Reinigen der Kleidung mit Luftdruck ist nicht erlaubt denn die Kleidung weißt da durch einen hohen Sauerstoffgehalt auf und der Sauerstoff ist brandfördernd.

Die Schutzkleidung besteht aus:

- Schweißhelm
- Schweißjacke
- Schweißhose
- Lederstulpen
- Ledergarmaschen
- Lederschürze
- Lederhandschuhe
- Sicherheitsschuhe

Schweißplatz und Umgebung

Der Schweißplatz sollte trocken und nicht feucht sein da das die Gefahr von el Schlägen erhöht.
Außerdem sollte der Schweißplatz Windstil und uneinsichtig liegen damit keine Gefahr durch den Funkenflug oder die UV Strahlung ensteht.
Im Schweißbereich dürfen sich keine leicht entzündlichen Stoffe befinden.

Lichtbogenstrahlung

Folgen der Lichtbogenstrahlung:

- Durch die Wärme kann es bei unzureichender Körperbedekung zu Verbrennungen führen.
- Das Licht kann zum Verblitzen der Augen führen was schwere Schäden der Augen hervor rufen kann.
- Die UV Strahlungen kann zu Verbrennungen und starken Sonnenbränden führen.