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Tipps zum MIG Schweißen von Aluminium Werkstoffen

1. Schutzgase

Argon (ISO 14175-I1) ist das Standardschutzgas für normale Schweißaufgaben. Durch Zusätze von Helium und die Zugabe geringster Anteile aktiver Komponenten (ppm-Bereich) zum inerten Argon lassen sich die Schweißergebnisse verbessern.

Schutzgas

Bemerkungen

Argon

In allen Lichtbogenarten und Schweißpositionen einsetzbar

VARIGON® S

MISON® Ar

VARIGON® He15S bis He50S

MISON® He30

→ Durch die Zugabe von O2 bzw. NO stabilerer Lichtbogen

→ Einfluss von Helium siehe unten

VARIGON® He15 bis He70

Heliumanteil verbessert

→ Vermeidung von Bindefehlern

→ Besserer Einbrand

→ Aufwand für das Vorwärmen dickwandiger Bauteile reduziert

→ Geringere Porenhäufigkeit

→ Breitere und flache Nähte

Mit zunehmendem Heliumanteil im Argon wird die Porenbildung vermindert

a) 100 % Argon 20 l/min

350 A/28 V

b) VARIGON® He30 20 l/min

345 A/29 V

c) VARIGON® He50 28 l/min

340 A/31 V

d) VARIGON® He70 38 l/min

335 A/34 V

Grundwerkstoff: Al 99,5: s = 10 mm; I-Naht ohne Spalt Drahtelektrode: S Al 1450 (Al99,5Ti); Durchmesser 1,6 mm Brenner: 15° stechend; Drahtvorschub: 8,4 m/min Schweißgeschwindigkeit: 62 cm/min

Bei hohen Anforderungen an die Porenfreiheit, vor allem bei größeren Wanddicken und bei reinem Aluminium, verbessert sich das Ergebnis mit steigendem Heliumanteil. Mit höheren Heliumanteilen ist der Lichtbogen unruhiger. Dotierte Schutzgase stabilisieren den Lichtbogen und verbessern das Nahtaussehen bei geringerem Spritzer auswurf.

Schutzgas

Porendurchmesser

Gesamt-Porenfläche (Schweißnahtlänge 370 mm)

a         Argon

0,5...4 mm

152 mm2

b         VARIGON® He30

0,5...1,5 mm

28 mm2

c         VARIGON® He50

0,5...1 mm

18 mm2

d         VARIGON® He70

0,5...1 mm

6 mm2

Die Reinheiten und Mischgenauigkeiten entsprechen DIN EN ISO 14175. Die Gase sind für alle Lichtbogenarten und Leistungsbereiche anwendbar.Schutzgasverbrauch (bezogen auf Argon):

→ Kurzlichtbogen 12–15 l/min

→ Sprüh- und Impulslichtbogen 15–20 l/min


Für die VARIGON® Schutzgase gelten folgende Angaben

Schutzgas

Korrekturfaktor*

Mindestschutzgasmenge

VARIGON® He30

1,17

20 l/min

VARIGON® He50

1,35

28 l/min

VARIGON® He70

1,70

35 l/min

* Mindestschutzgasmenge geteilt durch Korrekturfaktor ergibt den am Messsystem einzustellenden Durchfluss. Beispiel VARIGON® He30: 17 l/min Durchflussmenge am Gas-Messsystem (20 : 1,17).

Die benötigte Schutzgasmenge wird entweder am Druckminderer an einem Manometer mit entsprechender Kapillare auf Schutzgasverbrauch (l/min) geeicht (Abb. 1) oder mit einem Durchflussmengenmesser (Abb. 2) eingestellt.

Die eingestellte Schutzgasmenge sollte von Zeit zu Zeit mit einem Gasmessröhrchen an der Schutzgasdüse kontrolliert werden.

2. Zusatzdrähte

Für die Auswahl der Zusatzdrähte für das Schweißen der Aluminium Werkstoffe wird die Linde-Druckschrift „Facts About. Aluminium Werkstoffe. Schweißtechnische Verarbeitung.“ empfohlen.

Den Stand der Technik zum Lichtbogenschweißen beschreibt die EN 1011-4. Die Lagerung der Drahtelektroden soll in trockenen, temperierten Räumen erfolgen. Angebrochene Spulen sollen so schnell wie möglich verbraucht werden.

3. Schweißanlage

Üblicherweise werden zum MIG-Schweißen die auch zum Metall Schutzgasschweißen verwendeten Geräte eingesetzt. Beim Drahtvorschub muss jedoch den Besonderheiten der weichen Aluminiumdrähte Rechnung getragen werden. Neben Antriebsrollen mit Rundnut sind Teflonseelen im Schlauchpaket notwendig. Die Verwendung eines mit den Antriebsrollen verzahnten Zweirollen Drahtvorschubes wird empfohlen. Stromquellen, geeignet für den Impulslichtbogen, sind zu bevorzugen, da Drähte größeren Durchmessers verwendet werden können.

Müssen Drähte mit einem Durchmesser von unter 1,6 mm verschweißt werden, verwendet man Push-Pull-Brenner, da Brenner mit mehr als 3 m Schlauchpaketlänge unter Praxisbedingungen kaum störungsfrei einsetzbar sind.

Leistung der Stromquelle:

Zu schweißende

Blechdicke

[mm]

Empfohlene

Drahtelektrode

∅ [mm]

Einstellbereich

der Stromquelle

100 % ED

2–6

1,2

100–200 A

6–20

1,6

200–350 A

Anmerkung: Obige Angaben sind Anhaltswerte, die durch Nahtform, Werkstoff und Schutzgasart beeinflusst werden.

4. Einstellhinweise Nahtvorbereitung.

Falsch: Kanten nicht gebrochen



→ Wurzelfehler

→ Oxideinschlüsse

→ Rissgefahr im Wurzel-

     bereich durch Oxide

Richtig: Kanten gebrochen



→ Sauber erfasste Wurzel

→ Keine Oxideinschlüsse

→ Keine Rissgefahr durch Oxide

Vermeidung von Wurzelkerben durch wurzelseitiges Brechen der Kanten Schweißdaten:

Werk-

Stück-

Dicke

[mm]

Fugen-

form

Draht-

Durch-

Messer

[mm]

Schweiß-

strom


[A]

Schweiß-

geschwin-

digkeit

[cm/min]

Argon-

ver-

brauch

[l/min]

Lagen-

zahl

2

II

0,8

110

85

12

1

3

II

1,0

130

75

12

1

4

II

1,2

160

70

15

1

5

II

1,2

180

70

15

1

6

II

1,6

200

65

15

1

8

V

1,6

240

60

16

2

10

12

V

V

1,6

1,6

260

280

60

55

16

18

2

2

16

V

1,6

300

50

20

3

20

V

1,6

340

50

20

3

Richtwerte für das Handschweißen in Wannenlage (PA) Die Werte werden durch Schutzgasart, Werkstoff und Lichtbogenart beeinflusst. Schweißschutzgase mit höheren Heliumanteilen erfordern aufgrund der höheren Ionisationsenergie von Helium eine höhere Schweißspannung.

 

Anpassung der Schweißspannung bei Schutzgasen mit unterschiedlichem Heliumgehalt

Vorwärmung 5. Fehlervermeidung

Die Bauteiltemperatur sollte auf alle Fälle höher sein als die Temperatur am Arbeitsplatz. Bei Taupunktsunterschreitung bildet sich Feuchtigkeit auf der Oberfläche (Porengefahr). Ein Vorwärmen (Trocknen) kann im Einzelfall erforderlich sein. Der Aufwand zum Vorwärmen dickwandiger Bauteile zur Vermeidung von Bindefehlern ist bei Verwendung von Argon-Helium-Schutzgasen (ISO 14175-I3) erheblich reduziert.

Wurzelschutz

Wurzelschutz durch Argon verbessert die Wurzelausbildung.

Nahtausbildung

Heliumanteile im Schutzgas ergeben einen tieferen Einbrand, eine breitere Naht und vermindern die Gefahr von Bindefehlern und Poren.

a) 100% Argon 20l/min

280A/25V

b) VARIGON® He30 20l/min

282A/27V

c) VARIGON® He50 28l/min

285A/30V

d) VARIGON® He70 38l/min

285A/34V

Grundwerkstoff: AIMg3: s=10mm; I-Naht ohne Spalt Drahtelektrode: S Al 5183 (AlMg4,5Mn0,7(A)); Durchmesser 1,6mm Brenner: 15° stechend; Drahtvorschub: 9,7m/min Schweißgeschwindigkeit: 62cm/min Einfluss des Heliums auf die Nahtgeometrie und die Vermeidung von Bindefehlern

5. Fehlervermeidung

Fehlerquelle

Fehlerart

Poren


Risse


Binde-

fehler

Fehlerursache

Fehlervermeidung

Fugenvor-

bereitung

X

   

Verschmutzte Fuge

(Fett, Farbe, Oxid)

Reinigen mit Fettlösungsmitteln: nur trockene Werkstücke

schweißen; Oxidschicht vor dem Schweißen entfernen

Draht-

elektrode

X

   

Verschmutzte Drahtelektrode

Drahtelektrode wechseln

X

 

X

Falsche Schutzgasmenge

Schutzgasmenge korrigieren

   

X

Falsches Schutzgas

Schweißargon oder Helium oder deren Gemische verwenden

Schutzgas

X

   

Diffusion von Feuchtigkeit und Luft-

sauerstoff in das Schweißsystem

Ausreichendes Spülen des Systems vor Arbeitsbeginn;

Verwendung von diffusionssicheren Schläuchen

X

   

Falsche Schutzgasmenge

Schutzgasmenge korrigieren

X

   

Falsches Schutzgas

Schweißargon oder Helium oder deren Gemische verwenden

Schweißanlage

X

   

Leck im Kühlwasserumlauf

Schweißbrenner, Schlauchpaket und Kühlwasserleitungen instand setzen

oder austauschen; Brenner mit geschlossenem Kühlsystem verwenden

X

   

Einwirbeln von Luft in den

Schutzgasstrom

Schutzgasleitungen und Schweißbrenner auf Dichtheit überprüfen;

Brenner säubern, Gasdüsenabstand verringern; Brennerneigung

korrigieren

X

   

Zu kurze Gasvor- oder nachströmzeit

Einstellung am Gerät ändern

X

   

Ungleichmäßige Drahtförderung

Anpressdruck der Vorschubrollen überprüfen, Vorschubrollen austauschen,

Rollenachsen auf Schlag prüfen; Stellung der Drahteinlaufdüse prüfen;

Drahtführungsseele austauschen, kürzeres Schlauchpaket verwenden

Ausführung Der Schweißarbeiten

X

   

Zugluft

Schweißplatz gegen Zugluft sichern

X

   

Schweißspritzer in der Gasdüse/

Turbulenzen

Gasdüse reinigen

X

 

X

Ungenügender Masseanschluss

Für guten Masseanschluss sorgen

X

X

X

Unsachgemäße Heftschweißung

Hefter vor dem Überschweißen ausschleifen oder schräg anschleifen

X

X

X

Zu starke Wärmeableitung

Ausreichend vorwärmen

X

   

Verwendung ungeeigneter

Schleifscheiben

Für Aluminium geeignete Schleifscheiben oder

spanabhebende Werkzeuge verwenden

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