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Schweißtechnik Erstes Handbuch zum WIG-Engspaltschweißen

| Redakteur: Brigitte Michel

In dem Handbuch zum WIG-Engspaltschweißen gibt Polysoude wichtige Informationen zum Schweißverfahren und seinen Möglichkeiten an die Anwender weiter.

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Engspaltschweißen mit Hilfe eines Roboters.
Engspaltschweißen mit Hilfe eines Roboters.
(Bild: Polysoude)

Durch die strengen Vorgaben bezüglich der Qualität geschweißter Verbindungen und die notwendige hohe Produktivität bei ihrer Herstellung sehen sich die industriellen Anwender in zunehmendem Maße gezwungen, automatisierte Prozesse einzusetzen.

Diese Entscheidung wird natürlich noch von einer ganzen Reihe weiterer Vorgaben beeinflusst, etwa der Forderung nach reduzierter Energieeinbringung oder die Erwartung einer besonders gleichmäßig ausgebildeten Schweißnaht; solche und eine Reihe anderer Gesichtspunkte können bei öffentlichen Bauvorhaben eine nicht zu unterschätzende Rolle spielen.

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Im Laufe der vergangenen Jahrzehnte haben die stetigen Fortschritte beim WIG-Schweißen dazu geführt, dass sich dieses Verfahren in weiten Anwendungsbereichen etablieren konnte, auch ist der damit verbundene technische Aufwand deutlich geringer als bei ähnlich hoch entwickelten Fügeprozessen (Laser- bzw. Elektronenstrahlschweißen).

Die vergleichsweise kompakt und robust konstruierten Schweißwerkzeuge und die sichere Beherrschbarkeit aller Zwangslagen haben zu einem bevorzugten Einsatz des WIG-Schweißens in automatisierten Anlagen und beim Orbitalschweißen geführt. Dieser Trend wurde dann durch die hohe Effizienz des Verfahrens beim Schweißen der Verbindungen noch verstärkt.

Auch der Umstand, dass sich aus praktisch allen Metallen und Legierungen hergestellte Werkstücke schweißen lassen, hat in bedeutendem Maße zur Verbreitung des WIG-Verfahrens im Rahmen automatisierter Prozesse beigetragen.

Die besonderen Eigenschaften der auf der Basis ausgefeilter Konzepte konstruierten modernen Brenner (gesteigerte Miniaturisierung, robuste Ausführung, hohe Einschaltdauer) haben es ermöglicht, die Schweißanlagen insgesamt zu optimieren und ihre Leistungsfähigkeit entsprechend zu steigern.

Die mit dem Einsatz des WIG-Schweißens verbundenen Vorzüge haben nicht nur dazu beigetragen, früher dem manuellen Schweißen vorbehaltene Aufgaben durch automatisierte Vorrichtungen zu lösen, sondern haben auch dazu geführt, dass das Verfahren im Hinblick auf den Einsatz an immer größeren Werkstücken mit stetig zunehmenden Wandstärken weiterentwickelt wurde.

Anwendungsmöglichkeiten ausgeweitet

Durch die Auswahl unter verschiedenen Arten von Stromquellen mit gesteigerter Leistung, das Angebot zusätzlich produktivitätserhöhender Funktionen wie der Zugabe von Heißdraht und der Doppeldrahtzuführung sowie die Konstruktion aufgabenspezifischer Brenner für das Auftrag- oder Engspaltschweißen, konnten die Anwendungsmöglichkeiten des WIG-Schweißens noch weiter ausgedehnt werden.

Dem heutigen Stand der Technik entsprechend können standardmäßig WIG-Schweißungen an Werkstücken mit Wanddicken von 0,5 mm bis 300 mm vorgenommen werden.

Um das WIG-Verfahren zum Schweißen dickwandiger Werkstücke erfolgreich einsetzen zu können, müssen allerdings bestimmte Voraussetzungen bezüglich der Auswahl der einzusetzenden Anlagen, der Art der Werkstückvorbereitung und der einzuhaltenden Arbeitsoperationen erfüllt werden.

Das Erstellen einer Schweißanweisung ist stets mit der Frage verbunden, ob der erwartete Effizienzzuwachs in der Praxis erreicht werden kann. Dazu ist es notwendig, die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahrensvarianten zu kennen und die zur Lösung der jeweiligen Schweißaufgabe am besten geeignete auszuwählen.

Die möglichen Verbesserungen der Produktivität sind beträchtlich und steigen mit zunehmender Wandstärke. Allerdings muss in jedem Fall geprüft werden, ob die erwarteten Vorteile tatsächlich den mit dem Einsatz des Verfahrens verbundenen Mehraufwand rechtfertigen.

Es gibt mehrere wichtige Einflussgrößen, die den möglichen Produktivitätszuwachs bestimmen, daher muss ein präziser Vergleich der Ergebnisse der verschiedenen Verfahrensvarianten im Hinblick auf die jeweilige Schweißaufgabe durchgeführt werden.

Als Ergebnis vergleichender Untersuchungen verschiedener Schweißmethoden steht z. B. fest, dass bei zu schweißenden Wanddicken von 12 mm bis 15 mm mit grundwerkstoffabhängig optimiertem Engspaltschweißen gegenüber Schweißungen mit konventioneller Nahtvorbereitung (Öffnungswinkel ungefähr 20°) kein nennenswerter Produktivitätszuwachs möglich ist. Mit zunehmenden Wanddicken steigt die Produktivität, um schließlich bei Wanddicken zwischen 55 mm und 60 mm den Faktor 3 zu erreichen.

Bei zu schweißenden Wanddicken über 30 mm ist der Einsatz der Engspalttechnik praktisch in allen Fällen anzuraten, die einzige Ausnahme bilden sehr spezielle Schweißaufgaben in der Einzelfertigung.

Trotzdem müssen die Eigenheiten der zu bearbeitenden Grundwerkstoffe und die anderen Randbedingungen der Schweißaufgabe sorgfältig analysiert werden, um die am besten geeignete Verfahrensvariante zu bestimmen.

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