Einfluss von Schweißparametern und -verfahren auf die Naht

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I. Einfluss der Schweißstromstärke, der Bogenspannung und der Schweißgeschwindigkeit auf die Naht
1. Schweißstromstärke
Wenn die Schweißstromstärke zunimmt (bei unveränderten anderen Bedingungen), erhöhen sich die Eindringtiefe sowie die Höhe der Naht. Die Breite der Naht bleibt unverändert – oder nimmt nur geringfügig zu). Der Grund dafür ist folgender: Bei höherer Stromstärke nehmen sowohl die Kraft des Bogens auf dem Werkstück als auch die abgegebene Wärme zu. Dadurch verschiebt sich der Ort der Wärmequelle nach unten, wodurch die Eindringtiefe der Naht zunimmt. Die Eindringtiefe steht in annähernd proportionellem Verhältnis zur Stromstärke. ② Wenn die Stromstärke zunimmt, nimmt auch die Menge an geschmolzenem Schweißdraht fast proportional zu. Da die Schmelzbreite nahezu unverändert bleibt, erhöht sich dadurch die Resthöhe. ③ Wenn die Stromstärke zunimmt, vergrößert sich der Durchmesser der Bogenstange. Gleichzeitig nimmt jedoch auch die Tiefe des Bogens in dem Werkstück zu. Dadurch wird die Bewegungsbreite der Bogenstelle eingeschränkt – wodurch die Schmelzbreite nahezu unverändert bleibt. 2. Bogenstromspannung: Wenn die Bogenstromspannung zunimmt, steigt auch die Bogenleistung. Dadurch erhöht sich die Wärmeeinbringung in das Werkstück. Gleichzeitig verlängert sich die Bogenlänge und der Verteilungsradius wird größer. Infolgedessen verringert sich die Schmelztiefe etwas, während die Schmelzbreite zunimmt ； Der Überschuss nimmt ab, weil die Schmelzbreite zunimmt, während die Menge an geschmolzenem Draht etwas abnimmt. 3. Schweißgeschwindigkeit: Bei einer erhöhten Schweißgeschwindigkeit nimmt die Linienenergie ab. Dadurch verringern sich auch die Eindringtiefe, die Schmelzbreite sowie die Resthöhe. Das liegt daran, dass die Menge des auf eine Länge der Naht aufgetragenen Drahtmetalls umgekehrt proportional zur Schweißgeschwindigkeit ist, während die Schmelzbreite wiederum umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Schweißgeschwindigkeit ist. II. Schweißverfahren: Gleichstrom mit positiver Polarität: Das Werkstück wird mit der positiven Polung des Schweißgeräts verbunden, die Schweißpistole mit der negativen Polung ； Gegenpolige Gleichstromversorgung: Das Werkstück wird mit der Negativseite des Schweißgeräts verbunden, die Schweißpistole mit der Positivseite. Beim herkömmlichen Schweißen mit Schmelzstrombogen ist bei Gegenpolbetrieb sowohl die Eindringtiefe als auch die Schweißbreite größer als beim Vorpolbetrieb – und das liegt daran, dass die vom Werkstück (Kathode) abgegebene Energie höher ist. Bei Gleichstrom in positiver Polarität ist der Schweißdraht die Kathode, wodurch seine Schmelzrate höher ist. Beim TIG-Schweißen erreicht man mit Gleichstrom in positiver Polarität die größte Schweißtiefe, bei umgekehrter Polarität die kleinste. Beim Schweißen von Aluminium, Magnesium und Legierungen besteht das Problem der Entfernung der Oxidschicht an der Oberfläche des Schmelzbetts; dabei ist Wechselstrom besser geeignet. Beim Schweißen von dünnen Blechen kann auch umgekehrte Polarität verwendet werden. Für das Schweißen anderer Materialien wird in der Regel Gleichstrom in positiver Polarität verwendet. III. Mängel in der Formung der Schweißnaht sowie Ursachen für diese Mängel 1. Unvollständiges Durchschweißen: Beim Schweißen tritt das Phänomen auf, dass die Wurzelstelle der Verbindung nicht vollständig durchgeschweißt wird – das nennt man unvollständiges Durchschweißen. Die Ursachen liegen in einem zu geringen Schweißstrom, einer zu hohen Schweißgeschwindigkeit, ungeeigneten Schneidkantenabmessungen sowie darin, dass der Schweißdraht nicht im Zentrum der Naht ausgerichtet ist. Beim CO2-Schweißen mit feinem Schweißdraht kommt es aufgrund der geringen Wärmezufuhr zum Werkstück leicht zu diesem Defekt. 2. Durchbrennen: Beim Schweißen fließt das geschmolzene Metall von der Rückseite der Naht heraus, was zu einem Durchbruch führt. Dieses Phänomen wird als Durchbrennen bezeichnet. Eine zu hohe Schweißstromstärke, eine zu niedrige Schweißgeschwindigkeit oder zu große Abstände zwischen den Schneiden können alle zu diesem Defekt führen. 3. Kantenverschmelzung: Das Phänomen, bei dem entlang der Schweißnaht im Grundmaterial Vertiefungen oder Rillen durch Schmelzen entstehen, wird als Kantenverschmelzung bezeichnet. Beim Schweißen mit hohem Strom und hoher Geschwindigkeit können Defekte entstehen. Beim Schweißen von Winkelnahtn, bei denen die Querplatten in vertikaler Position sind, entstehen ebenfalls Kantenverschmelzungen, wenn die Länge der Schweißnaht pro Durchgang zu groß ist oder die Spannung zu hoch ist. Auch eine unsachgemäße Handhabung beim Schweißen von Nahtverbindungen kann dazu führen. 4. Schweißknötchen: Das Phänomen, bei dem beim Schweißen das geschmolzene Metall außerhalb der Naht auf den noch nicht verschmolzenen Grundstoff fließt und so Metallknötchen bildet, wird als Schweißknötchen bezeichnet. Weldnähte entstehen durch zu viel Füllmetall, was mit kleinen Spalten und Schneidkantenabmessungen, niedriger Schweißgeschwindigkeit, niedrigem Spannungswert oder einer zu großen Auslauflänge des Schweißdrahts zusammenhängt.