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Erstellt 05.10
Unterschiede zwischen CO₂, MIG/MAG und gepulstem MIG/MAG-Schweißen
Konzept und Klassifizierung des Metall-Schutzgasschweißens (MSG)
Metall-Schutzgasschweißen (MSG) ist ein Lichtbogenschweißverfahren, das einen abschmelzenden Drahtelektrode verwendet, wobei ein extern zugeführtes Schutzgas als Lichtbogenmedium dient. Das Gas schützt die geschmolzenen Metalltropfen, das Schmelzbad und das Hochtemperaturmetall in der Schweißzone. Je nach Drahtmaterial und Schutzgas wird es in folgende Verfahren unterteilt:
1. Klassifizierung nach Schweißdrahttyp
- Es wird in Schweißen mit massivem Draht und Schweißen mit Fülldraht unterteilt.
- Massiver Draht mit Schutzgas (Ar oder He) wird als MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Lichtbogenschweißen) definiert.
- Massiver Draht mit argonreichem Schutzgasgemisch wird als MAG-Schweißen (Metall-Aktivgas-Lichtbogenschweißen) bezeichnet.
- Massiver Draht mit reinem CO₂-Schutz wird einfach als CO₂-Schweißen bezeichnet.
- Für Fülldraht: Lichtbogenschweißen mit CO₂ oder CO₂ + Ar-Schutzgasgemisch als Schutzgas ist Fülldraht-Schutzgasschweißen; Schweißen ohne externes Schutzgas wird als selbstschützendes Lichtbogenschweißen bezeichnet.
2. Unterschiede zwischen Standard-MIG/MAG-Schweißen und CO₂-Schweißen
- CO₂-Schweißen zeichnet sich durch niedrige Kosten und hohe Produktivität aus, hat aber offensichtliche Nachteile wie starke Spritzer und ein schlechtes Schweißnahtbild. Aus diesem Grund werden in vielen industriellen Anwendungen stattdessen Standard-MIG/MAG-Schweißverfahren eingesetzt.
- Das Standard-MIG/MAG-Schweißen basiert auf Schutzgas oder argonreichem Schutzgas, während das reine CO₂-Schweißen starke oxidierende Eigenschaften aufweist. Dieser grundlegende Unterschied bestimmt ihre jeweiligen Eigenschaften und Anwendungsgrenzen.
3. Hauptvorteile des MIG/MAG-Schweißens gegenüber dem CO₂-Schweißen
- Spritzerreduktion um über 50%: Unter Schutzgas (Argon oder argonreich) bleibt der Schweißlichtbogen extrem stabil. Eine stabile Lichtbogenleistung wird während des Tropfenübergangs und des Sprühübergangs aufrechterhalten. Selbst beim Kurzlichtbogenschweißen mit MAG-Schweißen bei niedrigem Strom wird die Lichtbogenabstoßung auf geschmolzene Tropfen stark reduziert, wodurch Spritzer um mehr als die Hälfte gesenkt werden.
- Gleichmäßige und ästhetische Schweißnaht: MIG/MAG-Schweißen sorgt für einen gleichmäßigen, feinen und stetigen Tropfenübergang, was zu einer glatten, gleichmäßigen und optisch ansprechenden Schweißnahtbildung führt.
- Schweißbare reaktive Metalle und Legierungen: Die Schweißatmosphäre weist eine schwache oder fast keine Oxidation auf. MIG/MAG kann nicht nur Kohlenstoffstahl und hochlegierten Stahl schweißen, sondern auch reaktive Metalle wie Aluminium und Aluminiumlegierungen, Edelstahl, Magnesium und Magnesiumlegierungen. Dies verbessert die Schweißprozessleistung, die Schweißnahtqualität und die Produktionseffizienz erheblich.
4. Unterschiede zwischen gepulstem MIG/MAG- und Standard-MIG/MAG-Schweißen
- Standard-MIG/MAG verwendet hauptsächlich einen Sprühlichtbogenübergang bei hohem Strom und einen Kurzlichtbogenübergang bei niedrigem Strom. Der Betrieb bei niedrigem Strom leidet immer noch unter starkem Spritzen und schlechter Formgebung. Insbesondere reaktive Metalle wie Aluminiumlegierungen und Edelstahl können bei niedrigem Strom nicht reibungslos geschweißt werden.
- Puls-MIG/MAG-Schweißen wurde entwickelt, um dieses Problem zu lösen. Sein Kernmerkmal ist ein Tropfen pro Strompuls, der im Wesentlichen zum Sprühlichtbogentransfer gehört.
- Der optimale Arbeitsmodus ist ein Puls, ein Tropfen. Die Einstellung der Pulsfrequenz steuert die Tropfenfrequenz und die Drahtschmelzgeschwindigkeit. Der Tropfendurchmesser liegt nahe am Drahtdurchmesser, was im Vergleich zum konventionellen Sprühlichtbogen- und Großtropfentransfer eine geringere Lichtbogenwärme und eine niedrigere Tropfentemperatur mit sich bringt.
Hauptvorteile:
- Höhere Drahtschmelzeffizienz;
- Weniger Schweißrauch, geringerer Legierungselement-Ausbrand und bessere Arbeitsumgebung;
- Minimale oder nahezu null Spritzer mit ausgezeichneter Lichtbogenführung;
- Geeignet für Schweißarbeiten in allen Positionen mit guter Schweißnahtbildung, breiterer Schweißnaht, geringer Einbrandtiefe und kleiner Überhöhung;
- Perfektes Schweißen bei niedrigem Strom für reaktive Metalle wie Aluminiumlegierungen;
- Erweitert den nutzbaren Strombereich des Sprühlichtbogens; ein stabiler Tropfenübergang kann von nahezu kritischem Sprühstrom bis zu zehn Ampere erreicht werden.
5. Nachteile des gepulsten MIG/MAG-Schweißens
- Kein Prozess ist ohne Einschränkungen. Im Vergleich zum Standard-MIG/MAG-Schweißen:
- Leicht geringere wahrgenommene Schweißproduktivität im Routinebetrieb;
- Höhere Anforderungen an die Fähigkeiten und die operative Erfahrung des Schweißers;
- Relativ höhere Kosten der Schweißausrüstung.
6. Anwendungsszenarien, in denen gepulstes MIG/MAG zwingend erforderlich ist
- Die Auswahl des gepulsten MIG/MAG-Schweißens hängt von den Anforderungen des Schweißprozesses ab. Es ist unerlässlich für die folgenden Materialien und Branchen:
- Kohlenstoffstahl: Anwendungen, die hohe Schweißqualität und Aussehen erfordern, wie z. B. Druckbehälter, Kessel, chemische Wärmetauscher, zentrale Klimaanlagen-Wärmetauscher und Spiralgehäuse von hydroelektrischen Turbinen.
- Edelstahl: Schweißen bei niedrigem Strom (unter 200 A) mit strengen Qualitäts- und Aussehensstandards, einschließlich Lokomotivteilen und chemischen Druckbehältern.
- Aluminium und Aluminiumlegierungen: Schweißen bei niedrigem Strom (unter 200 A) für hohe Ansprüche an Aussehen und Leistung, weit verbreitet in Hochgeschwindigkeitszügen, Hochspannungsschaltern und Luftzerlegungsanlagen.
- Kupfer und Kupferlegierungen: Fast alle Kupferlegierungsschweißungen im GMAW-Bereich verwenden das gepulste MIG/MAG-Verfahren.
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