Die Vorteile des WIG-Drahtvorschub-Rohrschweißens für Ihr anspruchsvolles Projekt

Der langjährige Standard für das Schweißen von Rohren ist das Metall-Lichtbogenschweißen (SMAW), das aufgrund der verwendeten stabförmigen, abschmelzenden Elektroden gemeinhin als „E-Hand“ bezeichnet wird. SMAW ist seit Jahrzehnten eine der am weitesten verbreiteten Formen des Lichtbogenschweißens. Qualifizierte Schweißer und SMAW-Ausrüstung sind weit verbreitet und dieses Verfahren ist einfach einzurichten und sehr tragbar. Dadurch hat sich das SMAW-Schweißen zum Standardverfahren für das Rohrschweißen bei vielen Projekten entwickelt, von Ölpipelines bis hin zu Getränkefabriken. SMAW ist jedoch nicht unbedingt die beste Methode zum Schweißen von Rohren und wird in vielen Anwendungsbereichen durch Drahtvorschub-Rohrschweißverfahren ersetzt.

Durch den Einsatz eines Drahtvorschubs wird die mögliche Länge jeder einzelnen Schweißnaht erhöht. Außerdem ermöglicht es, komplizierte Füll- oder Decklagen schneller und mit weniger Verzögerungen abzuschließen, wodurch die Fertigstellung von Projekten wie dem Schweißen von Großrohren beschleunigt wird. Allerdings ist nicht jedes Drahtvorschub-Rohrschweißen gleich. Das Metall-Schutzgasschweißen (MSG) ist die gebräuchlichste Form des Drahtvorschub-Rohrschweißens, kann aber für Projekte mit hohen Anforderungen ungeeignet sein. Andere Drahtvorschubverfahren führen zwar zu qualitativ besseren Schweißnähten, bieten aber nicht die nötige Flexibilität für verschiedene Arten des Rohrschweißens. Das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) mit Draht bietet die Qualität und Flexibilität, um für viele Anwendungen nützlich zu sein.

Vergleich der Arten von Drahtvorschub-Rohrschweißverfahren

Es gibt verschiedene Arten von Drahtvorschubschweißverfahren, die verfügbar sind, und jedes hat seine eigenen Vor- und Nachteile. GMAW-Schweißen – auch Metall-Inertgas-Schweißen oder MIG genannt – ist nahezu synonym mit Drahtvorschubschweißen, aber es ist nicht für jedes Projekt die beste Wahl.

Die Drahtvorschubschweißverfahren unterscheiden sich hauptsächlich in der Qualität der erzeugten Schweißnähte und der Schweißgeschwindigkeit (Abschmelzleistung). Es gibt auch Grenzen hinsichtlich des Ortes und der Art und Weise, wie einige dieser Verfahren eingesetzt werden können. Nicht alle Arten des Drahtvorschubschweißens sind tragbar genug, um auf Baustellen eingesetzt zu werden. Anderen fehlt die nötige Beweglichkeit, um alle Schweißpositionen einnehmen zu können, und sie sind weitgehend auf das Arbeiten in der Flachposition beschränkt. Die folgende Tabelle fasst verschiedene Drahtvorschub-Rohrschweißverfahren, die Qualität der damit erzeugten Schweißnähte und ihre Eignung für den Einsatz im Feld zusammen.

Die Drahtvorschub-Rohrschweißverfahren SAW, PTAW und Laserstrahlschweißen vereinen hohe Geschwindigkeit und hohe Qualität. Es handelt sich jedoch um spezielle Anlagen, die auf dafür vorgesehene Einrichtungen beschränkt sind. Aufgrund ihrer Größe und der benötigten Hilfsausrüstung sind sie außerdem auf das Schweißen in einer festen Position, im Allgemeinen der Wannenlage (PA), beschränkt. Daher kann bei diesen Verfahren der Schweißkopf nicht um das Rohr herum bewegt werden. Stattdessen wird das Rohr um die Elektrode herum bewegt. Bei sehr großen Rohren ist der Einsatz von Maschinen erforderlich, um das Rohr so zu positionieren und zu drehen, dass der gesamte Durchmesser verschweißt werden kann. Die Komplexität dieses Aufbaus schränkt die Anwendung dieser Methoden ein. Für die meisten anspruchsvollen Rohrschweißprojekte wird ein Drahtvorschubrohrschweißverfahren benötigt, das die Flexibilität bietet, in verschiedenen Positionen und an verschiedenen Stellen zu schweißen.

Mobiles und tragbares Lichtbogenschweißen mit Drahtvorschub für Rohre

Für viele Schweißer dürfte das FCAW-Schweißen eine äußerst tragbare und flexible Lösung sein. Da Flussmittel zum Schutz verwendet wird, kann es auch in Umgebungen eingesetzt werden, die für das Gasschweißen nicht geeignet sind. Diese Abhängigkeit vom Flussmittel als Schutzschicht schränkt jedoch auch die Qualität der Schweißnähte und die Art der Werkstoffe ein, die mit dem FCAW-Verfahren geschweißt werden können.

FCAW ist eingeschränkt durch:

• Hohe Stromstärke: Beim Fülldrahtschweißen sind hohe Stromstärken und Spannungen erforderlich, um den Lichtbogen zu zünden und aufrechtzuerhalten. Dies bedeutet eine hohe Wärmeeinbringung und ein hohes Risiko des Durchbrennens und der Verformung der umgebenden Materialien. Dadurch wird auch eine feste Untergrenze für die Dicke des Metalls festgelegt, das mit FCAW geschweißt werden kann, da ein zu dünnes Grundmaterial durchbrennt.
• Probleme mit der Schweißnahtreinheit: Das Flussmittel im Kern der Elektrode kann atmosphärische Feuchtigkeit aufnehmen und dadurch übermäßig viel Wasserstoff und Sauerstoff in die Schweißnaht einbringen. Wasserstoff kann zur Versprödung von Eisenwerkstoffen wie Stahl und Edelstahl führen, und Oxide können eine Vielzahl von Schweißfehlern verursachen.
• Metallart: Die Bandbreite der Metalle, die mit Fülldrahtschweißen geschweißt werden können, beschränkt sich im Wesentlichen auf Stähle, Edelstähle, Aluminium und einige der häufiger verwendeten exotischen Legierungen wie Inconel® und Monel® (mit sehr speziellem Draht). Empfindliche Metalle wie Titan können mit diesem Verfahren nicht zuverlässig geschweißt werden, da der Schutzgrad der Wärmeeinflusszone unzureichend ist.

Der Einsatz von FCAW und anderen flussmittelabhängigen Verfahren beschränkt sich am besten auf Kohlenstoffstähle sowie einige Edelstähle und Aluminium. Bei Schutzgasschweißverfahren wie GMAW und GTAW geht ein Teil der Mobilität von FCAW verloren, da man auf Schutzgas angewiesen ist, das durch Wind oder andere Luftströmungen verweht werden kann. Durch das Schutzgas ist es jedoch möglich, einen Lichtbogen bei einem niedrigeren Schweißstrom zu zünden und aufrechtzuerhalten, wodurch sich sowohl der Bereich der Metalldicken als auch die Arten der schweißbaren Metalle erweitern. Die Qualität der resultierenden Schweißnähte ist in der Regel ebenfalls besser. Das WIG-Drahtvorschubschweißen von Rohren ist insbesondere für seine hohe Qualität bekannt und weist nicht die Verbindungsprobleme des GMAW-Verfahrens auf. Es bietet die für anspruchsvolle Projekte erforderliche Qualität bei gleichzeitiger Flexibilität in der Anwendung.

Die Vorteile des WIG-Drahtvorschubs von Rohren

Das Wolfram-Inertgas-Schweißen ist weithin und zu Recht für die Qualität der damit erzeugten Schweißnähte bekannt. Die Verwendung einer Wolframelektrode zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Lichtbogens bietet folgende Vorteile:

• Reinheit: Durch die Trennung von Schutzgas, Elektrode und Füllmaterial werden sehr reine Schweißnähte erzielt.
• Wärmeregelung: Das Verfahren ermöglicht auch eine sehr feine Kontrolle über den Schweißstrom. Dies ermöglicht dem Schweißer eine präzise Steuerung der Wärmeeinbringung in das Werkstück.
• Kontrolle über das Schweißnahtprofil: Das GTAW-Verfahren ermöglicht eine sehr präzise Kontrolle über die Schweißnahtformung. Der Wolfram-Schleifwinkel kann den Einbrand und die Schweißnahtbreite beeinflussen, sodass die Schweißer diese Variablen im Voraus kontrollieren können, anstatt während des Schweißens auf manuelle Anpassungen angewiesen zu sein.

Leider hat das GTAW-Drahtvorschub-Rohrschweißen auch einige Nachteile. Es ist ein schwieriger Prozess für Schweißer, ihn zu beherrschen, und das Ausführen von Schweißungen nach hochspezifizierten Normen erfordert beträchtliche Schulungs- und Übungszeiten. Das automatisierte Orbital-GTAW-Schweißen beseitigt diesen Nachteil. Außerdem wird die Ermüdung des Schweißers beim Schweißen von Rohren ausgeschlossen, und es ist möglich, den gesamten Durchmesser eines Rohres in einem Arbeitsgang zu schweißen.

Die technischen und qualitativen Anforderungen an das Schweißen von Rohren steigen in vielen Branchen. In Verbindung mit dem anhaltenden Mangel an qualifizierten Schweißern wird die Qualität und Flexibilität des Orbitalschweißens dazu führen, dass es das Drahtvorschubverfahren für Rohrschweißen wird, das SMAW ersetzt. Das orbitale GTAW-Drahtvorschubschweißen allein kann neue Qualitätsstandards erfüllen und bietet gleichzeitig die nötige Flexibilität für den Einsatz in verschiedenen Umgebungen und Positionen.

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