【Zusammenfassung】Wolfram-Inertgasschweißen ist ein sehr wichtiges Schweißverfahren in der modernen industriellen Fertigung. In diesem Artikel werden die Belastung des Edelstahlblech-Schweißbads und die Schweißverformung des dünnen Blechs analysiert und die Grundlagen des Schweißprozesses sowie die praktische Anwendung des manuellen Wolfram-Inertgasschweißens von dünnen Edelstahlblechen vorgestellt.
Einführung
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der modernen Fertigungsindustrie werden dünne Edelstahlbleche häufig in der Verteidigungs-, Luftfahrt-, Chemie-, Elektronik- und anderen Industrien eingesetzt, und auch das Schweißen von 1-3 mm dünnen Edelstahlblechen nimmt zu. Daher ist es sehr wichtig, die Prozessgrundlagen des Schweißens dünner Edelstahlbleche zu beherrschen.
Beim Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) wird ein gepulster Lichtbogen verwendet, der die Eigenschaften einer geringen Wärmezufuhr, einer konzentrierten Wärme, einer kleinen Wärmeeinflusszone, einer geringen Schweißverformung, einer gleichmäßigen Wärmezufuhr und einer besseren Kontrolle der Leitungsenergie aufweist. Der schützende Luftstrom hat beim Schweißen eine kühlende Wirkung, wodurch die Oberflächentemperatur des Schmelzbads gesenkt und die Oberflächenspannung des Schmelzbads erhöht werden kann. WIG ist einfach zu bedienen, der Zustand des Schmelzbades lässt sich leicht beobachten, es zeichnen sich durch dichte Schweißnähte, gute mechanische Eigenschaften und eine schöne Oberflächenformung aus. Gegenwärtig wird WIG in verschiedenen Branchen häufig eingesetzt, insbesondere beim Schweißen dünner Edelstahlbleche.
1. Technische Grundlagen des Wolfram-Inertgasschweißens
1.1 Auswahl der Wolfram-Inertgas-Schweißmaschine und Strompolarität
WIG kann in Gleich- und Wechselstromimpulse unterteilt werden. Gleichstromimpuls-WIG wird hauptsächlich zum Schweißen von Stahl, Weichstahl, hitzebeständigem Stahl usw. verwendet, und Wechselstromimpuls-WIG wird hauptsächlich zum Schweißen von Leichtmetallen wie Aluminium, Magnesium, Kupfer und seinen Legierungen verwendet. Sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstromimpulse verwenden Netzteile mit steiler Abfallcharakteristik. Beim WIG-Schweißen von dünnen Edelstahlblechen wird normalerweise eine positive Gleichstromverbindung verwendet.
1.2 Technische Grundlagen des manuellen Wolfram-Inertgasschweißens
1.2.1 Lichtbogenstart
Es gibt zwei Formen der Lichtbogenzündung: die berührungslose Zündung und die kontaktlose Kurzschluss-Lichtbogenzündung. Ersteres hat keinen Kontakt zwischen der Elektrode und dem Werkstück, was sowohl für das Gleichstrom- als auch für das Wechselstromschweißen geeignet ist, während letzteres nur für das Gleichstromschweißen geeignet ist. Wenn zum Zünden des Lichtbogens die Kurzschlussmethode verwendet wird, sollte der Lichtbogen nicht direkt am Schweißstück gezündet werden, da es leicht zu einer Wolframklemmung oder -haftung mit dem Werkstück kommt, der Lichtbogen nicht sofort stabil sein kann und der Lichtbogen leicht ist das Ausgangsmaterial zu durchbrechen. Daher sollte eine Lichtbogenstartplatte verwendet werden. Neben dem Lichtbogenstartpunkt sollte eine Kupferplatte platziert werden. Darauf sollte zuerst der Lichtbogen gezündet werden und dann der Wolframelektrodenkopf auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden, bevor er zum zu schweißenden Teil bewegt wird. In der tatsächlichen Produktion wird bei WIG oft ein Lichtbogenstarter verwendet, um den Lichtbogen zu starten. Unter Einwirkung von Hochfrequenzstrom oder Hochspannungsimpulsstrom wird das Argongas ionisiert und der Lichtbogen gezündet.
1.2.2 Positionierungsschweißen
Beim Positionsschweißen sollte der Schweißdraht dünner sein als der üblicherweise verwendete Schweißdraht. Da beim Punktschweißen die Temperatur niedrig ist und die Abkühlung schnell erfolgt, bleibt der Lichtbogen lange erhalten und kann leicht durchbrennen. Beim Punktschweißen mit fester Position sollte der Schweißdraht am Punktschweißteil platziert werden und der Lichtbogen sollte zum Schweißdraht bewegt werden, nachdem er stabil ist. Nachdem der Schweißdraht auf beiden Seiten schmilzt und mit den Grundwerkstoffen verschmilzt, wird der Lichtbogen schnell gestoppt.
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1.2.3 Normales Schweißen
Wenn gewöhnliches WIG zum Schweißen von Edelstahlblechen verwendet wird, wird der Strom als kleiner Wert angenommen. Wenn der Strom jedoch weniger als 20 A beträgt, kann es leicht zu einer Lichtbogendrift kommen und die Temperatur des Kathodenpunkts ist sehr hoch, was zu Erwärmung und Verbrennung im Schweißbereich führt und die Elektronenemissionsbedingungen verschlechtert, wodurch der Kathodenpunkt kontinuierlich springt , was es schwierig macht, das normale Schweißen aufrechtzuerhalten. Wenn Impuls-WIG verwendet wird, kann der Spitzenstrom dafür sorgen, dass der Lichtbogen stabil ist und eine gute Richtwirkung aufweist, was das Schmelzen und Formen des Grundmaterials erleichtert und zyklisch abwechselt, um einen reibungslosen Ablauf des Schweißprozesses zu gewährleisten und so eine Schweißnaht zu erhalten mit guter Leistung, schönem Aussehen und überlappenden Schmelzbädern.
2. Schweißbarkeitsanalyse von Edelstahlblechen
Die physikalischen Eigenschaften und die Plattenform von Edelstahlblechen wirken sich direkt auf die Qualität der Schweißnaht aus. Edelstahlblech hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit und einen großen linearen Ausdehnungskoeffizienten. Wenn sich die Schweißtemperatur schnell ändert, ist die erzeugte thermische Spannung groß und es kommt leicht zu Durchbrennen, Hinterschneidungen und Wellenverformungen. Beim Schweißen von Edelstahlblechen wird meist das Stumpfschweißen von Flachplatten verwendet. Das Schmelzbad wird hauptsächlich durch die Lichtbogenkraft, die Schwerkraft des Schmelzbadmetalls und die Oberflächenspannung des Schmelzbadmetalls beeinflusst. Wenn das Volumen, die Masse und die Schmelzbreite des geschmolzenen Poolmetalls konstant sind, hängt die Tiefe des geschmolzenen Pools von der Größe des Lichtbogens ab. Die Schmelztiefe und die Lichtbogenkraft hängen vom Schweißstrom ab, und die Schmelzbreite wird durch die Lichtbogenspannung bestimmt.
Je größer das Schmelzbadvolumen ist, desto größer ist die Oberflächenspannung. Wenn die Oberflächenspannung die Lichtbogenkraft und die Schwerkraft des geschmolzenen Metalls nicht ausgleichen kann, kommt es zum Durchbrennen des geschmolzenen Pools. Darüber hinaus wird die Schweißverbindung während des Schweißvorgangs lokal erhitzt und abgekühlt, was zu ungleichmäßiger Spannung und Dehnung führt. Wenn die Verkürzung der Schweißnaht in Längsrichtung zu einer Spannung an der Kante des dünnen Blechs führt, die einen bestimmten Wert überschreitet, führt dies zu einer stärkeren Wellenverformung, die sich auf das Erscheinungsbild des Werkstücks auswirkt. Bei gleicher Schweißmethode und gleichen Prozessparametern können durch den Einsatz unterschiedlich geformter Wolframelektroden zur Reduzierung des Wärmeeintrags an der Schweißverbindung Probleme wie Schweißdurchbrand und Werkstückverformung gelöst werden.
3. Anwendung des manuellen Wolfram-Inertgasschweißens beim Schweißen von Edelstahlblechen
3.1 Schweißprinzip
Beim Wolfram-Inertgasschweißen handelt es sich um ein offenes Lichtbogenschweißen mit stabilem Lichtbogen und konzentrierter Wärme. Unter dem Schutz von Schutzgas (Argon) ist das Schweißbad rein und die Schweißqualität ist gut. Beim Schweißen von Edelstahl, insbesondere austenitischem Edelstahl, muss jedoch auch die Rückseite der Schweißnaht geschützt werden, da es sonst zu starker Oxidation kommt, die die Schweißnahtbildung und die Schweißleistung beeinträchtigt.
3.2 Schweißeigenschaften
Das Schweißen von Edelstahlblech weist folgende Eigenschaften auf:
1) Die Wärmeleitfähigkeit von Edelstahlblech ist schlecht und es kann leicht direkt durchgebrannt werden.
2) Beim Schweißen ist kein Schweißdraht erforderlich und das Grundmaterial wird direkt verschmolzen.
Daher hängt die Qualität des Schweißens von Edelstahlblechen eng mit Faktoren wie Bedienern, Ausrüstung, Materialien, Konstruktionsmethoden, äußerer Umgebung beim Schweißen und der Erkennung zusammen.
Beim Schweißen von Edelstahlblechen sind keine Schweißmaterialien erforderlich, die folgenden Materialien müssen jedoch relativ hoch sein: Erstens die Reinheit, Durchflussrate und Argonflusszeit des Argongases und zweitens die Wolframelektrode.
1) Argon
Argon ist ein Edelgas und reagiert nicht leicht mit anderen Metallmaterialien und Gasen. Da sein Gasstrom eine kühlende Wirkung hat, ist die Wärmeeinflusszone der Schweißnaht klein und die Verformung der Schweißnaht gering. Es ist das idealste Schutzgas für das Wolfram-Inertgas-Lichtbogenschweißen. Die Reinheit von Argon muss größer als 99,99 % sein. Argon wird hauptsächlich verwendet, um das Schmelzbad wirksam zu schützen, zu verhindern, dass Luft das Schmelzbad erodiert und beim Schweißen Oxidation verursacht, und den Schweißbereich wirksam von der Luft zu isolieren, sodass der Schweißbereich geschützt und die Schweißleistung verbessert wird.
2) Wolframelektrode
Die Oberfläche der Wolframelektrode sollte glatt sein, das Ende muss geschärft sein und die Konzentrizität muss gut sein. Auf diese Weise ist der Hochfrequenzlichtbogen gut, die Lichtbogenstabilität ist gut, die Schmelztiefe ist groß, das Schmelzbad kann stabil bleiben, die Schweißnaht ist gut geformt und die Schweißqualität ist gut. Wenn die Oberfläche der Wolframelektrode verbrannt ist oder Defekte wie Schadstoffe, Risse, Schrumpflöcher usw. auf der Oberfläche vorhanden sind, kann der Hochfrequenzlichtbogen während des Schweißens nur schwer gestartet werden, der Lichtbogen ist instabil, der Lichtbogen weist Drift auf Das Schmelzbad verteilt sich, die Oberfläche dehnt sich aus, die Schmelztiefe ist gering, die Schweißnaht ist schlecht geformt und die Schweißqualität ist schlecht.
4. Fazit
1) Das Wolfram-Inertgas-Lichtbogenschweißen weist eine gute Stabilität auf und unterschiedliche Wolframelektrodenformen haben einen großen Einfluss auf die Schweißqualität dünner Edelstahlplatten.
2) Das Schweißen mit inerten Wolframelektroden mit flachem Kegelende kann die doppelseitige Formungsrate des einseitigen Schweißens verbessern, die von der Schweißwärme betroffene Zone reduzieren, die Schweißnaht schön machen und gute umfassende mechanische Eigenschaften aufweisen.
3) Durch die Verwendung der richtigen Schweißmethode können Schweißfehler wirksam verhindert werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. August 2024
