Edelstahl, Kupfer, Titan, Aluminium, Bronze, andere NE-Metalle und legierte Stähle – das alles sind Metalle, Teile, aus denen man einfach nicht zusammenschweißen kann. Aber im Alltag gibt es unterschiedliche Situationen: Es gilt, Edelstahlrohre zu schweißen, dann Autoteile aus Aluminium oder einfach nur ein abgefallenes Bein einer Bronzestatuette zu schweißen. Die oben aufgeführten Metalle erfordern einen besonderen Ansatz – Argon-Lichtbogenschweißen, dessen Arbeit nicht billig ist, wenn nicht sogar “bissig”, wenn Sie sie bei einem Spezialisten bestellen. Von den Besitzern stellt sich also die Frage, ist es möglich, mit Argon selbst zu arbeiten und was wird dafür benötigt. Wenn Sie noch nie etwas gekocht haben, sollten Sie grundsätzlich nicht mit dem Schweißen von NE-Metallen beginnen, dies ist ein schmerzhaft mühsamer und komplizierter Prozess, der für ein gewisses Können eines Spezialisten und seine Erfahrung berechnet wird. Wenn Sie jedoch Erfahrung im konventionellen Lichtbogenschweißen haben und von Ihren Fähigkeiten überzeugt sind, dann sind die Informationen aus diesem Artikel genau das Richtige für Sie.
Argonschweißen: Technologie und allgemeine Prinzipien
Das Argon-Lichtbogenschweißen ist ein Hybrid aus Elektro- (Lichtbogen-) und Gasschweißen. Es ähnelt der Technologie des Elektroschweißens darin, dass ein Lichtbogen verwendet wird, und mit Gas – mit Gas und einer ähnlichen Arbeit eines Schweißers.
Der Lichtbogen dient als Wärmequelle, sie schmilzt die Kanten des Metalls, wodurch das Schweißen stattfindet.
Aber warum wird Argongas benötigt? Tatsache ist, dass Buntmetalle und legierte Stähle beim Schweißen bei Wechselwirkung mit Sauerstoff oxidieren oder durch andere Verunreinigungen in der Luft negativ beeinflusst werden, wodurch sich die Naht als brüchig und mit Blasen gefüllt herausstellt, und Aluminium zum Beispiel verbrennt im Allgemeinen in Sauerstoff. Um das Metall vor den Auswirkungen verschiedener Verunreinigungen und Gase zu schützen, wird ein Inertgas Argon verwendet. Dieses Gas ist 38 % schwerer als Luft, verdrängt daher leicht und schnell den Sauerstoff aus der Schweißzone und isoliert das Arbeitsbad zuverlässig von jeglichem Einfluss der Atmosphäre. Es ist notwendig, die Gaszufuhr zur Schweißzone 20 Sekunden vor der Zündung des Lichtbogens zu beginnen und 7 bis 10 Sekunden nach Beendigung der Arbeit zu stoppen. Argon reagiert praktisch nicht mit dem geschweißten Metall und anderen Gasen im Lichtbogenbrennbereich, daher wird es als inert bezeichnet. Aber es gibt auch eine gewisse Nuance: Beim Schweißen in umgekehrter Polarität werden Elektronen leicht von Argon-Atomen getrennt, wodurch das gesamte Argon-Medium in ein elektrisch leitfähiges Plasma verwandelt wird.
Das Argonschweißen kann sowohl mit einer abschmelzenden als auch mit einer nicht abschmelzenden Elektrode durchgeführt werden, als letztere wird eine Wolframelektrode verwendet, da dieses Material extrem feuerfest ist. Aus Wolfram werden die Glühfäden für Lampen hergestellt. Der Durchmesser und das Material der Elektrode hängt vollständig von den zu legierenden Metallen ab, diese Indikatoren sind leicht in Nachschlagewerken zu finden.
Es gibt drei Arten des Argon-Lichtbogenschweißens:
- RAD ist ein manuelles Argonschweißen mit einer nicht abschmelzenden Elektrode.
- AMA – automatisches Argon-Lichtbogenschweißen mit einer nicht abschmelzenden Elektrode.
- AADP – automatisches Argon-Lichtbogenschweißen mit einer abschmelzenden Elektrode.
Wenn Sie nach einer kompletten Argon-Wolfram-Elektroden-Schweißmaschine suchen, suchen Sie nach WIG-Geräten (Tungsten Inert Gas (Welding)). So wird Wolframschweißen in einer Schutzgasumgebung bezeichnet..
WIG-Schweißtechnik
Was ist ein Argon-Schweißbrenner? Ihr Herz ist nicht verbrauchbare Wolframelektrode, die nur 2 – 5 mm über den Brennerkörper hinausragen sollte, nicht mehr. Der Durchmesser der Elektrode wird gemäß den Tabellen anhand der Parameter der zu schweißenden Materialien gewählt. Im Inneren des Brenners befindet sich eine Halterung, in die Sie eine Elektrode mit beliebigem Durchmesser einsetzen und fixieren können.
Um die Elektrode auftragen Keramikdüse, Gas wird daraus kommen Argon beim Schweißen.
Zum Schweißen brauchen wir Fülldraht aus dem gleichen Material wie die zu schweißenden Teile, der Durchmesser wird gemäß den Tabellen gewählt.
Beachten Sie das Funktionsprinzip beim Argon-Handschweißen, wenn sowohl der Brenner als auch der Zusatzdraht in der Hand des Schweißers sind.
Vor Arbeitsbeginn ist die Oberfläche der zu schweißenden Teile von Oxiden, Schmutz und Fett zu reinigen. Dies kann mechanisch oder chemisch erfolgen..
Zunächst wird dem zu schweißenden Werkstück wie beim konventionellen Lichtbogenschweißen die sogenannte „Masse“ zugeführt. Wenn die Teile zu klein sind, kann es auf einen eisernen Arbeitstisch oder eine Badewanne gelegt werden. Fülldraht ist nicht im Stromkreis enthalten, er wird separat zugeführt.
Der Schweißer sollte den Brenner mit der rechten Hand und den Zusatzdraht mit der linken Hand nehmen. Der Brenner muss eine Taste für die Strom- und Gaszufuhr haben, schalten Sie die Gaszufuhr 20 Sekunden vorher ein. Die Stromstärke wird in Abhängigkeit von den zu schweißenden Materialien oder aus eigener Erfahrung durch Ausprobieren gewählt. Wir senken den Brenner mit der Elektrode so nah wie möglich an die Oberfläche der zu schweißenden Metalle, der ideale Abstand beträgt 2 mm. Zwischen Elektrodenspitze und Metall entsteht ein Lichtbogen, der die Kanten der zu schweißenden Teile und den Zusatzdraht schmilzt.
So funktioniert Argonschweißen: Foto – Beispiel.
Wichtig! Die nicht abschmelzende Wolframelektrode sollte so nah wie möglich an der Oberfläche der zu schweißenden Metalle gehalten werden, um einen möglichst kurzen Lichtbogen zu erzeugen. Je größer der Lichtbogen ist, desto flacher ist das Eindringen des Metalls und desto breiter und weniger ästhetisch ansprechend ist die Naht. Bei einem großen Lichtbogen steigt die Spannung und die Nahtqualität verschlechtert sich..
Wenn der Schweißer langsam ohne seitliche Bewegung an der Naht entlangführt, sollte der Schweißer den Schweißdraht nach und nach zuführen. Die Qualität und Genauigkeit der resultierenden Naht hängt von den Fähigkeiten des Meisters ab..
Wichtig! Schnelles Zuführen des Zusatzdrahtes führt zu Metallspritzern. Daher sollte es reibungslos und sorgfältig serviert werden, was nur durch Übung erreicht wird. Den Zusatzdraht am besten schräg zur Schweißfläche vor dem Brenner positionieren, ohne seitliche Bewegungen zu machen. Dies sorgt für eine gleichmäßige und schmale Naht..
Bitte beachten Sie, dass die Zündung des Lichtbogens beim Schweißen mit einer nicht abschmelzenden Elektrode nicht durch Berühren der zu schweißenden Oberfläche erfolgen kann. Und hier sind die Gründe:
- Das hohe Ionisationspotential von Argon erlaubt aufgrund des Funkens bei der Berührung keine gute Ionisation des Spaltes zwischen den zu schweißenden Oberflächen und der Elektrode. Beim Schweißen mit einer abschmelzenden Elektrode ist die Situation etwas anders: Nachdem die Elektrode die Oberfläche in der Schweißzone berührt, treten Eisendämpfe auf, deren Ionisationspotential viel (2,5-mal) niedriger ist als das von Argon, so können Sie sich entzünden die Arche.
- Berührt die Elektrode die Oberfläche der zu schweißenden Metalle, wird sie verschmutzt..
Zum Zünden des Lichtbogens beim Schweißen mit Argon mit einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode wird ein Oszillator verwendet, der parallel zur Stromquelle geschaltet ist.
Oszillator liefert hochfrequente Hochspannungsimpulse an die Elektrode, wodurch die Lichtbogenstrecke ionisiert wird. Wenn die Frequenz im Netz normalerweise 55 Hz beträgt und die Spannung 220 V beträgt, wandelt der Oszillator sie um und liefert eine Spannung von 2000 – 6000 V mit einer Frequenz von 150 – 500 kHz. Dadurch lässt sich die Elektrode leicht entzünden.
Was wird zum Argonschweißen benötigt
Für das Argon-Lichtbogenschweißen reichen die üblichen Lichtbogenschweißgeräte nicht aus, sondern können mit anderen erforderlichen Elementen nachgerüstet oder ergänzt werden. Überlegen Sie, was wir zum Schweißen in einer Argonumgebung benötigen:
Alle Elemente dieses Schemas können auf dem Markt gekauft und mit eigenen Händen zusammengebaut werden, Sie erhalten hausgemachtes Argonschweißen, außerdem kann das Schema viel verbessert werden, wenn Sie die entsprechenden Kenntnisse haben.
Auch Apparate WIG kann als fertiges Set erworben werden, daran können Sie eine Gasflasche, einen Brenner, Erdung und Tasten zur Steuerung des Brenners und der Gasversorgung anschließen. Der Preis für solche Geräte beginnt bei 250 USD..
Verschiedene Arten des Argonschweißens
Für ein besseres Schweißen von Metallen ist es notwendig, den richtigen Schweißmodus auszuwählen.
Polarität und Stromrichtung sollte basierend auf den Eigenschaften der zu schweißenden Metalle ausgewählt werden. Grundlegende Stähle und Legierungen werden mit Gleichstrom mit direkter Polarität geschweißt. Aluminium, Beryllium, Magnesium und andere Buntmetalle werden am besten bei Verpolung oder Wechselstrom geschweißt, dies trägt zu einer schnelleren Zerstörung der Oxidschicht bei. Beim Gleichstromschweißen ist die Wärmeabgabe an Anode und Kathode ungleich: 70 % an der Anode und 30 % an der Kathode. Um die Erwärmung der Elektrode zu minimieren und gleichzeitig das Produkt gut aufzuschmelzen, verwenden Sie direkte Polarität.
Wichtig! Beim Schweißen mit Wechselstrom geht der Oszillator nach dem Zünden des Lichtbogens in den Stabilisatormodus. Um eine Entionisierung der Lichtbogenstrecke beim Umpolen zu verhindern und ein stabiles Lichtbogenbrennen zu gewährleisten, pulst der Oszillator den Lichtbogen im Moment des Umpolens..
Schweißstrom wird in Abhängigkeit von den Eigenschaften der zu schweißenden Metalle und der Größe der Teile sowie der Elektroden ausgewählt. Sie können die Stromstärke aus den Tabellen in der Referenzliteratur auswählen oder experimentell.
Argonverbrauch hängt direkt von der Vorschubgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Blasluftströme ab. Erfolgt das Schweißen in Innenräumen ohne Zugluft, ist der Verbrauch minimal. Schweißarbeiten bei starkem Seitenwind erfordern eine Vergrößerung des Abstands zwischen Elektrode und Material, da der Luftstrom Argon mitführen kann, dann sind die Metalloberflächen ungeschützt. In solchen Fällen werden spezielle Düsen (konvergierend) mit feinen Maschen verwendet..
Zusätzlich zu Argon wird das Gasgemisch manchmal hinzugefügt Sauerstoff, etwa 3 – 5 %. Argon kann nicht vor Feuchtigkeit, Schmutz und anderen Zusätzen schützen, die beim Metallschmelzen auf der Oberfläche der geschweißten Teile auftreten können. Sauerstoff hingegen reagiert mit schädlichen Verunreinigungen, wodurch diese entweder ausbrennen oder die entstehenden Verbindungen im Schweißbad an die Oberfläche schwimmen. Die Verwendung von Sauerstoff ist ein guter Weg, um Porosität in der Schweißnaht zu bekämpfen.
Merkmale des Aluminiumschweißens
Beim Erhitzen von Aluminium bildet sich auf seiner Oberfläche ein feuerfester Film. Beim Verschweißen mit umgekehrter Polarität oder bei Verwendung einer Wechselstromquelle kann diese Folie zerstört werden. Wenn das Aluminiumteil positiv geladen ist, bombardieren Argonionen beim Verpolungsschweißen die Aluminiumoberfläche und zerstören den Oxidfilm. Argon ist in diesem Fall nicht mehr nur ein Schutzgas, sondern ein elektrisch leitfähiges Plasma, das das Schweißen vereinfacht und verbessert..
Beim Wechselstromschweißen läuft ein ähnlicher Prozess ab, wenn das Aluminiumteil die Kathode ist..
Merkmale des Kupferschweißens
Kupfer reagiert leicht mit Sauerstoff, um Kupferoxid zu bilden. Dies führt dazu, dass die Naht ungleichmäßig und nicht stark genug ist. Ein noch größeres Problem ist, dass das entstehende Kupferoxid mit dem Wasserstoff in der Luft zu Wasserdampf wechselwirkt, der dazu neigt, zu entweichen und Poren in der Naht zu bilden. Aus diesem Grund ist ein Argonschutz des Schweißbereichs zwingend erforderlich..
Argon-Lichtbogenschweißen: Vor- und Nachteile
Wie jedes Verfahren hat auch das Argonschweißen seine Vor- und Nachteile, die mit der Technik und den verwendeten Geräten verbunden sind..
Die Vorteile umfassen:
- Schutz der Schweißnaht mit Argon vor Umwelteinflüssen. Dies sorgt für eine starke Verbindung, ohne Poren und Verunreinigungen..
- Das Metall erwärmt sich ein wenig, die Heizfläche ist sehr klein, sodass Sie Werkstücke mit komplexem Design problemlos schweißen können, ohne ihre Form ändern zu müssen.
- Fähigkeit zum Schweißen von Metallen und Legierungen, die sonst nicht geschweißt werden können.
- Relativ schnelles Arbeiten dank Hochtemperaturlichtbogen.
Nachteile:
- Ziemlich komplexe Ausrüstung, die eine genaue Einstellung erfordert.
- Relative Komplexität des Schweißens, erfordert Erfahrung und Geschick.
Argonschweißen ist gut, weil es eine qualitativ hochwertige Naht bei gleicher Eindringtiefe liefert. Dies ist sehr wichtig beim Schweißen von dünnem Metall mit nur einem seitlichen Zugang, wie z. B. nicht drehbare Stumpfrohre. Beim Schweißen von NE-Metallen mit geringer Dicke kann übrigens auf Zusatzdraht verzichtet werden..
