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Schweißzusätze
Die Zuführbarkeit ist wahrscheinlich das häufigste Problem, wenn man vom GMAW-Schweißen von Stahl zum GMAW-Schweißen von Aluminium übergeht. Schweißer haben meist Probleme mit dem Zubehör, z. B. kann der Aluminiumdraht mit der Kontaktspitze verschmelzen. Dann muss die Zuführung abgebrochen und die Kontaktdüse ausgetauscht werden. Außerdem sind diese Probleme zeitraubend und kostspielig. Der vorliegende Artikel behandelt die verschiedenen Probleme im Zusammenhang mit der Zuführbarkeit beim GMAW-Schweißen von Aluminium und wie diese Probleme gelöst werden können.
Die Zuführbarkeit kann in diesem Fall als die Fähigkeit beschrieben werden, den aufgewickelten Schweißdraht beim GMAW-Schweißen ohne Unterbrechung des Schweißprozesses gleichmäßig zuzuführen.
Die Zuführbarkeit ist bei Aluminium ein weitaus wichtigeres Thema als bei Stahl. Dies liegt vor allem an den unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften des Materials. Stahlschweißdraht ist stabiler, lässt sich leichter über eine größere Distanz führen und hält im Vergleich zu Aluminium weitaus mehr mechanischen Belastungen stand.
Aluminium ist weicher und anfälliger für Verformungen oder Abschürfungen während des Zuführvorgangs. Daher ist beim GMAW-Schweißen viel mehr Aufmerksamkeit bei der Auswahl und Einrichtung eines Zuführsystems erforderlich. Zuführprobleme können verstärkt werden, wenn Drähte mit kleinerem Durchmesser und weichere Aluminiumlegierungen wie 1100 und 4043 statt härtere Legierungen wie 5356 verwendet werden.
Förderprobleme äußern sich oft in Form von unregelmäßigem Drahtvorschub oder als Rückbrand (Anschmelzen des Schweißdrahtes an der Innenseite der Kontaktspitze). Um übermäßige Zuführprobleme dieser Art zu vermeiden, ist es wichtig, das gesamte Zuführsystem und seine Auswirkungen auf den Aluminiumschweißdraht zu verstehen.
Spule – Wenn wir mit dem Spulenende des Zuführsystems beginnen, müssen wir zuerst die Bremseinstellungen berücksichtigen. Die Spannung der Bremseneinstellung muss auf ein Minimum reduziert werden. Es ist nur ein ausreichender Bremsdruck erforderlich, um zu verhindern, dass die Spule beim Stoppen des Schweißvorgangs freiläuft. Jeder Druck, der darüber hinausgeht, erhöht die Gefahr von Zuführproblemen und Rückbränden. Elektronische Bremssysteme und elektronisch-mechanische Kombinationen wurden entwickelt, um eine höhere Empfindlichkeit des Bremssystems zu erreichen. Sie sind besonders nützlich für eine bessere Zuführung von Aluminiumdraht.
Ein- und Auslass und Drahtführung – Ein- und Auslass sowie die Drahtführung, die beim Stahlschweißen üblicherweise aus metallischem Material bestehen, müssen aus einem nichtmetallischen Material wie Teflon oder Nylon hergestellt werden, um Abrieb und Späne am Aluminiumdraht zu verhindern.
Antriebsrollen – Es sollten Antriebsrollen verwendet werden, die speziell für die Zufuhr von Aluminium entwickelt wurden. Diese haben oft U-förmige Konturen mit abgeschrägten, nicht scharfen Kanten. Sie sollten glatt und ausgerichtet sein und den richtigen Antriebsrollendruck liefern. Antriebsrollen mit scharfen Kanten können den weichen Aluminiumdraht abschaben. Diese Späne kann sich innerhalb des Zuführsystems ansammeln und Rückbrand durch Verstopfungen innerhalb der Drahtführung verursachen. Ein übermäßiger Druck auf die Antriebsrolle und/oder eine falsche Ausrichtung der Antriebsrolle kann den Aluminiumdraht verformen und den Reibungswiderstand durch die Drahtführung und die Kontaktdüse erhöhen.
Kontaktdüse – Die Kontaktspitzen-ID und -Qualität sind von immenser Bedeutung. Verwenden Sie nur Kontaktdüsen, die speziell für das Schweißen von Aluminiumdraht hergestellt wurden. Die Kontaktspitze sollte glatte Innenbohrungen und keine scharfen Grate an den Einlass- und Auslassenden der Spitzen haben, die die weicheren Aluminiumlegierungen leicht abschaben können. Der Öffnungsdurchmesser der Kontaktdüse sollte etwa 10 bis 15 % größer sein als der Elektrodendurchmesser.
Die Qualität des beim GMAW-Schweißen verwendeten Schweißdrahtes kann die Vorschubeigenschaften beeinflussen. Dinge wie Oberflächenglätte, Kontrolle des Drahtdurchmessers und Endbehandlung des Drahtes während des Spulvorgangs können die Fähigkeit, den Draht leicht durch das Zuführsystem zu führen, unterstützen oder beeinträchtigen. Es sollte darauf geachtet werden, dass die Qualitätsmerkmale des Aluminiumschweißdrahtes gleichbleibend sind, um Probleme mit der Vorschubfähigkeit zu minimieren.
Für die Zuführung von Aluminiumdraht gibt es vier anerkannte Zuführungssysteme:
Beim Aluminiumschweißen mit den Push- und Pull-Feedern hängen die Begrenzungen von der Anwendung und dem Vorschubabstand ab. Diese Systeme sind im Allgemeinen auf eine praktische Länge von etwa 3,7 m begrenzt. Bei den Push-Feedern ergibt sich die Begrenzung des Einzugsabstands aus der Flexibilität des Aluminiumdrahts und seiner Neigung zum Knicken und Biegen in der Drahtführung, und bei den Pull-Feedern aus einem schnellen Anstieg des Reibungswiderstands in der Drahtführung, insbesondere bei Biegungen in der Leitung.
Push-Pull-Feeder wurden entwickelt, um die Drahtvorschubprobleme anderer Systeme zu überwinden und sind die beste Methode zum Zuführen von Aluminium-Schweißdraht. Die Push-Pull-Systeme können die Zuführbarkeit in vielen Anwendungen verbessern und sind oft für kritischere/spezialisierte Operationen wie Roboter- und automatisierte Anwendungen unerlässlich, um eine konsistente Zuführbarkeit sicherzustellen.
Das Spulenbrenner-Zuführsystem ist normalerweise für die Verwendung von 500-Gramm-Drahtspulen ausgelegt, die in der Pistole montiert sind. Diese Pistolen sind normalerweise luftgekühlt und im Allgemeinen auf kleinere Drahtgrößen und leichten Einsatz beschränkt. Aufgrund ihrer relativ niedrigen Stromstärke sind sie für das Hochleistungsschweißen in der Dauerproduktion nicht besonders geeignet. Bei Heftschweißungen und anderen leichten Anwendungen sind sie jedoch oft recht effektiv.
Die Wahl des für die jeweilige Anwendung am besten geeigneten Zuführungssystems hängt von Faktoren wie der Art der Schweißung (leichte oder schwere Schweißung), der Elektrodengröße und -legierung (großer oder kleiner Durchmesser / harte oder weiche Schweißzusatzlegierung), dem Bedarf einer langen, flexiblen Leitung und der Bedeutung minimaler Elektrodenkosten ab (Drähte mit größerem Durchmesser sind im Allgemeinen preiswerter als solche mit kleinerem Durchmesser).
Die Anforderungen der Schweißanwendungen sind sehr unterschiedlich und auch die Kosten der einzelnen Zuführsysteme variieren. Die Kosten für Ausfallzeiten aufgrund von Zuführproblemen und benötigten Ersatzteilen können ebenfalls erheblich sein. Aus diesen Gründen sollten Sie das für Ihre Anwendung am besten geeignete Zuführsystem auswählen und es so einrichten, dass seine Vorschubleistung optimiert wird.