Vor- und Nachteile von Metallfülldrähten

Erfahren Sie mehr über Metallfülldrähte und ihre Vorteile und Nachteile

In der heutigen Welt werden Metallfülldrähte immer beliebter. Verarbeiter haben eine große Auswahl an Schweißverfahren und Verbrauchsmaterialien, die jeweils viele Vor- und Nachteile haben. Bevor Sie beginnen, müssen Sie jedoch die Fähigkeiten des Schweißers, die Ausrüstung, die Verfügbarkeit von Verbrauchsmaterial sowie Umwelt- und wirtschaftliche Fragen berücksichtigen.

Ein Metallfülldraht ist ein rohrförmiger Draht, der mit Metallpulvern, Legierungen und Lichtbogenstabilisatoren gefüllt ist. Seine Verwendung bietet höhere Arbeitszyklen, schnellere Fahrgeschwindigkeiten, geringe Abgase und eine verbesserte Kosteneffizienz. Im Folgenden untersuchen wir die Vor- und Nachteile von Metallfülldrähten, damit Sie feststellen können, ob sie für Ihre Produktivitäts- und Rentabilitätsanforderungen geeignet sind.

Vorteile von Metallfülldrähten

Woher wissen Sie, ob Metallfülldrähte für Ihr Verfahren von Vorteil wären? Berücksichtigen Sie die folgenden Faktoren:

Hoher Abschmelzfaktor

Der Abschmelzfaktor ist das Verhältnis des Gewichts des abgeschiedenen Schweißmetalls zum Gewicht der Elektrode (oder des Drahts), die beim Herstellen einer Schweißnaht verbraucht wird. Je höher der Abschmelzfaktor eines Verbrauchsmaterials, desto geringer die Verschwendung von Verbrauchsmaterial, das nicht Teil des aufgebrachten Schweißguts wird.

Mit ihren Lichtbogeneigenschaften, sehr wenig Spritzern und dem geringen Schlackenvolumen bieten Metallfülldrähte einen Abschmelzfaktor von 92–98 %. Dies geschieht durch die Auswahl des Sprühübertragungsmodus und von Schutzgasmischungen mit hohem Argongehalt. Eine Änderung des Übertragungsmodus oder der Schutzgase wirkt sich jedoch auf den Abschmelzfaktor aus.

Hohe Abschmelzleistung

Die Abschmelzleistung ist das Maß dafür, wie viel Schweißgut in einem bestimmten Zeitraum abgeschieden wird. Die Abschmelzleistung zusammen mit dem Abscheidungsfaktor sind die wichtigsten Bestimmungsfaktoren für die Kosteneffizienz eines Verbrauchsmaterials.

Die Abschmelzleistung von Metallkerndrähten, die im Allgemeinen in Kilogramm pro Stunde (kg/h) angegeben wird, ist im Vergleich zu anderen Schweißzusätzen eine der höchsten. Metallfülldrähte können eine Abschmelzleistung von bis zu 12–14 Pfund pro Stunde (5,4–6,4 kg/h) bei einem Durchmesser von 0,045" (1,2 mm) erreichen. Im Vergleich dazu liegt ein massiver MIG-Schweißdraht desselben Durchmessers bei 8–10 Pfund pro Stunde (3,6-4,5 kg/h).

Die hohe Abschmelzleistung in Verbindung mit dem hohen Abschmelzfaktor und geringem Schlackenvolumen ermöglichen die Verwendung des Metallfülldrahts bei höheren Vorschubgeschwindigkeiten. Dies führt zu einer Steigerung der Produktivität. Wenn eine Abschmelzleistung von 9 Pfund pro Stunde oder mehr mit einem Metallfülldraht gegenüber einem massiven MIG-Draht erreicht wird, ergeben sich im Allgemeinen Kosteneinsparungen.

Hohe Einschaltdauer, hohe Fahrgeschwindigkeiten

Bei einem kontinuierlichen Prozess, z. B. mit Metallfühldraht, erhöht sich die Einschaltdauer auf bis zu 50 % der Zeit oder 30 Minuten pro Stunde bei Lichtbogenbildung. Die Einschaltdauer für SMAW-Elektroden liegt dagegen bei 20 %. Das bedeutet, dass pro Stunde, in der ein Lichtbogen erzeugt wird, nur 12 Minuten geschweißt wird. Dies ist ein Faktor, der den Einsatz von automatisiertem oder Roboterschweißen so attraktiv macht.

Mit der Erhöhung der Einschaltdauer geht der Vorteil schnellerer Fahrgeschwindigkeiten einher. Das automatisierte Schweißen ist nur durch die Zuführung der Teile zur Schweißstation und die Verfahrgeschwindigkeit des Prozesses begrenzt. Nur durch Metallfülldrähte lassen sich lange Einschaltdauern mit hohen Vorschubgeschwindigkeiten kombinieren, ohne dass das Aussehen der Raupe, der Einbrand oder die Schweißnahtintegrität beeinträchtigt werden. Dadurch können die Schweißkosten erheblich gesenkt werden.

Geringes Schlackenvolumen, wenige Spritzer

Metallfülldrähte haben ein sehr geringes Schlackenvolumen. Dies bedeutet weniger Spritzer, die vor der Endbearbeitung vom Grundmaterial entfernt werden müssen. Dies ist besonders wichtig bei Dauerbetrieben, bei denen das Teil von einem Montage-/Schweißvorgang direkt in einen Reinigungs- und Lackiervorgang übergeht. Das Entfernen von Schweißspritzern von einem gefertigten Teil kann einen erheblichen Reinigungsaufwand nach dem Schweißen bedeuten.

Möglicherweise niedrigere Kosten

Bei einem Schweißzusatzwerkstoff kommt es nicht darauf an, wie viel er pro Pfund kostet, sondern wie viel seine Verwendung pro Pfund kostet. Stellen Sie sich eine tatsächliche Schweißanwendung vor, bei der 0,052' (1,4 mm) dicker MIG-Draht E70S-6 verwendet wird, der unter Impulsbedingungen bei einer Drahtvorschubgeschwindigkeit von 10,8 Metern pro Minute, 24,5 Volt und einer Bewegungsgeschwindigkeit von 1,8 Metern pro Minute geschweißt wird.

Stattdessen wurde Metallfülldraht verwendet und mit der gleichen Drahtvorschubgeschwindigkeit, Spannung und Verfahrgeschwindigkeit geschweißt. Dadurch konnte die Fahrgeschwindigkeit auf 2,2 Meter pro Minute erhöht werden, was einer Steigerung von 20 % entspricht. Nicht nur, dass die Fahrgeschwindigkeit erhöht wurde, was den Durchsatz steigerte, auch die Anzahl der notwendigen Reparaturen verringerte sich und es wurde 10 % weniger Zeit benötigt, um die Reparaturen durchzuführen.

Für ein dünnwandiges Rohr wurde der massive MIG-Draht ER409Cb (Durchmesser: 1 mm) unter Impulsbedingungen mit 180 Ampere, 20 Volt und einer Fahrgeschwindigkeit von 0,5 Metern pro Minute verschweißt. Stattdessen wurde dann der Metallfülldraht EC409Cb (1,2 mm) verwendet, der unter Impulsbedingungen bei 190 Ampere, 21 Volt und einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,7 Metern pro Minute verschweißt wurde.

Die Fahrgeschwindigkeiten stiegen und der Metallfülldraht konnte durch schlechte Passung entstandene Lücken besser überbrücken. Dadurch wurde die Fehlerquote gesenkt und es mussten weniger Teile nachbearbeitet werden. Die Ergebnisse waren eine Produktionssteigerung von 40 %, niedrigere Kosten für Verbrauchsmaterialien pro Pfund Schweißgut und niedrigere Wartungskosten.

Nachteile von Metallfülldrähten

Die Vorteile von Metallfülldrähten überwiegen nicht immer die Nachteile, was mehr Kosten und Zeit für Ihr Verfahren bedeuten könnte.

Investition in ein automatisiertes System

Um das Beste aus Metallfülldraht herauszuholen, ist eine automatisierte oder robotergestützte Einrichtung erforderlich. Darüber hinaus ist Erfahrung in der Programmierung eines Roboters erforderlich, da die Fließfähigkeit der Schweißpfütze zunimmt. Dies gilt beispielsweise für das Schweißen eines Rohrs mit kleinem Durchmesser, bei dem die Positionierung des Brenners zum Werkstück bei Verwendung eines Metallfülldrahts empfindlicher ist. Da der Prozess zudem mehr Wärme und eine höhere Strahlungsintensität erzeugt, sorgt ein automatisiertes System für eine höhere Sicherheit der Arbeiter.

Anpassungen an der Ausrüstung

Um mit Metallfülldrähten wie den massiven MIG-Drähten alle Positionen zu erreichen, ist entweder ein Kurzlichtbogen-Übertragungsmodus oder ein Impulsmodus erforderlich. Die meisten Impulsmaschinen haben jedoch kein spezielles Programm für Metallfülldrähte. Dies ist zwar nicht notwendig, verbessert aber die Leistung. Dies bedeutet, dass der Gerätehersteller Anpassungen und Programmänderungen an der Stromquelle vornehmen muss.

Kapazitätsmangel der nachgelagerten Stationen

Eine erhebliche Steigerung der Produktivität und des Durchsatzes an einer Station wird zunichte gemacht, wenn die nachfolgenden Stationen in der Fertigungslinie die zusätzlichen Teile nicht verarbeiten können. Bei der Betrachtung der Steigerung der Stückzahl pro Stunde, die durch das Metallkernverfahren erreicht werden kann, müssen auch die nachgeschalteten Stationen hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Bewältigung dieser Steigerung berücksichtigt werden.

Die Wahl des richtigen Zusatzmaterials für den Auftrag ist eine kritische Entscheidung, die sorgfältig abgewogen werden muss. Wenn Sie jedoch wissen, wann es sinnvoll ist, Metallfülldraht zu verwenden, können Sie Ihre Produktivität steigern und Geld sparen. Sie können effizienter schweißen, mehr Schweißgut auftragen, Qualitätsprobleme reduzieren und weniger Zeit für die Reinigung aufwenden.