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MIG- und MAG-Schweißen: Zünden des Lichtbogens

Beim MIG- und MAG-Schweißverfahren brennt der Lichtbogen hell über eine abschmelzende Drahtelektrode während Schutzgas auf das Schmelzbad geblasen wird, um die Werkstoffe im Schmelzbad vor den schädlichen Einflüssen der Umgebungsatmosphäre zu schützen. Damit können eine sehr hohe Einschaltdauer als auch sehr hohe Schweißgeschwindigkeiten bei gleichzeitig hohen Qualitätsstandards erreicht werden.

Der Start des MIG- und MAG-Schweißverfahrens erfolgt durch die Betätigung des Brennerschalters am Handgriff des Schweißbrenners. Danach setzt sich der Schweißdraht mit der vorher eingestellten Geschwindigkeit in Bewegung. In der Drahtdüse des Brenners fließt nun Strom in den Schweißdraht ein und das Schutzgas beginnt zu strömen. Die Spitze des Schweißdrahts wird mit einer hohen Stromdichte zur Drahtelektrode.

 

Entstehung eines Lichtbogens

Beim Berühren der Drahtspitze mit der Oberfläche der Schweißstelle, löst der Anwender einen gewollten Kurzschluss aus. Die hohe Stromdichte an der Elektrodenspitze leitet an der Berührungsstelle die Verdampfung des Werkstoffs ein und der Lichtbogen entzündet sich als elektrische Entladung mit einem hellen Lichtschein. Der elektrische Lichtbogen brennt nun zwischen Drahtspitze und der Schweißstelle mit einer Lichtbogentemperatur von rund 4.000 °C die Drahtspitze ab und die Schweißstelle wird aufgeschmolzen.

Der Lichtbogen ist somit die grundlegende Voraussetzung für das Lichtbogenschweißen, indem ein Ausgangsmaterial und Zusatzwerkstoff durch eine Schweißnaht miteinander verbunden wird. Bei der Zündung des Lichtbogens entlädt sich die Spannung buchstäblich blitzschlagartig. Das bedeutet, indem der Strom durch einen Luftspalt zu fließen beginnt, entsteht das Phänomen eines Lichtbogens. Da die Stromversorgung durch die Schweißelektrode eine „Dauerstromverbindung“ zum Werkstoff erhält, muss sie über ein Erdungskabel in der Schweißanlage vor dem Beginn des Schweißens geerdet werden.

Lichtbogen sorgt für Qualität

Sind hohe Drahtförderraten eingestellt, so kann es dazu führen, dass der anfangs noch relativ schwache Lichtbogen durch den nachdrückenden Drahtwerkstoff wieder in sich zusammenfällt. In diesen Fällen gelingt das Zünden des Lichtbogens erst nach dem zweiten oder dritten Anlauf. Daher ist es angezeigt, zunächst mit einer reduzierten Drahtfördergeschwindigkeit zu zünden und erst nach einem stabil brennenden Lichtbogen auf die gewünschte höhere Geschwindigkeit zu gehen. Moderne MIG- und MAG-Schweißanlagen erlauben den Modus einer Einschleichgeschwindigkeit.

Darüber hinaus sollte die Zündung des Lichtbogens nie außerhalb der Schweißfuge und nur an Stellen erfolgen, die danach auch wieder aufgeschmolzen werden können. Bei solchen nicht überschweißten Zündstellen ist auf Grund einer zügigen Abkühlung mit Rissbildung zu rechnen. Für hochqualitative Schweißnähte sollte der Schweißlichtbogen daher während der Schweißarbeit stets stabil bleiben. Aus diesem Grunde muss nicht nur eine geeignete Drahtvorschubgeschwindigkeit, sondern auch Schweißspannung gewählt werden, die dem Werkstoff und seiner Dicke angepasst sein soll.

Ein weiterer Einflussfaktor für die Feinheit des Lichtbogens und damit die Qualität der Schweißnaht ist die Arbeitsweise des Anwenders. Weitere wichtige Kriterien sind der Abstand von der Elektrode zur Naht als auch eine gleichmäßige Bewegungsgeschwindigkeit des Brenners. Für eine nachhaltige Qualität unterstützen moderne Schweißanlagen den Anwender mit der Speichermöglichkeit von Arbeitseinstellungen bzw. Verwendung voreingestellter Synergiekurven, wodurch die Schweißparameter für die anstehende Schweißaufgabe leichter definiert werden können.

Hat der Anwender das Ende der Scheißnaht erreicht, so soll er nicht abrupt den Brenner wegziehen bzw. den Lichtbogen abschalten. Insbesondere bei stärkeren Blechen mit großvolumigen Raupen entstehen häufig tiefe Endkrater. Hier empfiehlt es sich den Lichtbogen langsam vom Schweißbad wegzuführen oder bei modernen Anlagen ein Endkraterfüllprogramm starten. Viele Schweißanlagen gestatten die Anwahl bestimmter Nachströmzeiten für das Schutzgas. Das hat den Vorteil, dass das restliche flüssige Schweißgut noch unter dem Schutz des Gases erkalten kann. Dies funktioniert aber nur für den Fall, dass der Brenner auch noch eine Weile am Nahtende verbleibt.

 

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