Schutzgasschweißen – wie es funktioniert und wo die Anwendungsbereiche sind

Schutzgasschweißen

Schutzgasschweißen ist ein Verfahren, bei dem ein Schutzgas zum Schweißen von Metallen verwendet wird. Diese Gase sind Argon, CO2 oder gereinigter Stickstoff. Sie werden verwendet, um eine starke, korrosionsbeständige Schweißnaht zu erzeugen. Außerdem sind sie sicherer als andere Schweißgase, da sie keine schädlichen Partikel freisetzen.

Gereinigter Stickstoff

Gereinigter Stickstoff ist ein gängiges Element in Schweißprozessen. Er hat mehrere vorteilhafte Eigenschaften, darunter die Fähigkeit, Wärme zu übertragen und Oxidation zu verhindern. Er kann auch mit anderen Schutzgasen gemischt werden, um das Eindringen in die Schweißnaht zu verbessern. Diese Eigenschaften ermöglichen nahtlose Schweißnähte und eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit.

Die häufigste Anwendung für Schutzgasschweißen ist die Herstellung von Stahl. Dieses Element ist kostengünstig und kann gereinigt werden. Das Schutzgasschweißen kann sicherer sein als autogene Verfahren, weil es eine starke Flamme bei einer niedrigeren Temperatur erzeugen kann. Außerdem lässt sich die Dicke der Kohlenstoffschicht besser kontrollieren. Allerdings sollte es vor Hitze, Feuer und physischen Schäden geschützt werden. Außerdem ist es wichtig, die Gasflaschen mit Schutzkappen und Reglern zu lagern.

Um gereinigten Stickstoff für das Schutzgasschweißen herzustellen, wird ein Druckluftstrom, der Argon und Sauerstoff enthält, durch eine Festelektrolytmembraneinheit geleitet. Anschließend wird der sauerstoffarme Strom in eine Destillationskolonne geleitet. In dieser Kolonne wird das Stickstoffgas weiter gereinigt. Der resultierende Strom wird dann zum Schweißen von Stahl verwendet.

Argon

Die Verwendung von Argon-Schutzgas beim Schweißen ist aus mehreren Gründen vorteilhaft. Dieses farblose, geruchlose und ungiftige Gas eignet sich für eine Vielzahl von Schweißverfahren und hat einen geringen eV-Bedarf. Außerdem schützt es Metalle vor den hohen Temperaturen, die zum Schmelzen erforderlich sind.

Argontanks gibt es in verschiedenen Größen und mit unterschiedlichem Fassungsvermögen. Wenn du Argon verwendest, ist es wichtig, dass der Regler zur Flasche passt. Das ist wichtig, weil nicht alle Regler mit Flaschen unterschiedlicher Größe kompatibel sind. Der Regler misst sowohl den Druck in der Flasche als auch die Durchflussmenge des Gases auf dem Weg von der Flasche zum Schweißer. In der Regel arbeiten Schweißer mit einer Flasche von dreißig bis vierzig Kubikfuß pro Stunde (cfh), die drei bis sechs Monate lang reicht.

Obwohl Argon die gängigste Art des Schutzgasschweißens ist, gibt es auch andere Arten von Schutzgasen. Neben Argon gibt es auch wasserstoff- und heliumbasierte Gase. Ersteres erzeugt eine sauberere Schweißnaht, während letzteres weniger anfällig für Wasserstoffrisse und Porosität ist. Bei beiden Arten von Schutzgasschweißverfahren werden die Kanten der Werkstücke und der Schweißdraht geschmolzen. Das entstehende Schmelzbad bildet die Schweißnaht.

CO2

CO2 ist ein kostengünstiges Schutzgas, das häufig beim Schweißen verwendet wird. Es ähnelt dem MIG-Schweißen und kann mit der gleichen Schweißmaschine durchgeführt werden. Der Nachteil bei der Verwendung von CO2 ist, dass es nicht ideal für das Schweißen von inerten Metallen oder Edelmetallen ist. Inerte Metalle reagieren nicht mit Aktivgasen, daher funktioniert CO2 beim Schweißen dieser Metalle nicht gut.

Wenn du mit Schutzgasen arbeitest, musst du sicherstellen, dass du dich in einem Bereich mit ausreichender Belüftung und guter Atemluftversorgung befindest. Die kalten Dämpfe von CO2 können schädlich für die Lunge und die Augen sein, deshalb ist richtiger Schutz unerlässlich. Das Tragen von Handschuhen und anderer Schutzkleidung ist wichtig, um Schäden an Haut und Augen zu vermeiden. Es ist wichtig, dass du bei der Arbeit mit CO2 alle Sicherheitsvorkehrungen beachtest. Wenn du mit CO2 oder einer anderen kalten Flüssigkeit arbeitest, solltest du nie in einem geschlossenen Raum arbeiten.

Helium ist ein halb inertes Gas, aber es hat eine viel höhere Wärmeleitfähigkeit als Argon. Das bedeutet, dass es einen viel höheren Gasdurchsatz als Argon benötigt. Helium eignet sich am besten zum Schweißen von Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Aber Helium ist auch teurer als Argon und eignet sich nicht für alle Arten von Projekten.

Acetylen als Schutzgas

Acetylen ist ein häufig verwendetes Schweißgas. Es ist ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas, das leichter als Luft ist. Dieses Gas ist nicht umweltschädlich und kann sicher unter Tage verwendet werden. Es eignet sich auch ideal zum Schweißen von Stahl und erzeugt in Verbindung mit Sauerstoff eine intensive Flamme.

Schutzgasschweißen ist eine hervorragende Methode, um eine Schweißnaht zu sichern, und es hilft, chemische Reaktionen zwischen der Schweißnaht und der Umgebung zu verhindern. Ohne den Einsatz von Schutzgas kann der Lichtbogen instabil werden und zu einer schwachen Schweißnaht führen. Um diese Reaktionen zu verhindern, können Flussmittel oder beschichtete Schweißzusatzwerkstoffe als Schutzgas verwendet werden.

Das Gasschweißverfahren beginnt damit, dass das Schweißstück in einen Gastank gelegt wird. Der Schweißbrenner hat zwei gerändelte Drehknöpfe, mit denen die Gasmenge reguliert werden kann, die in die Schweißnaht gepumpt wird. Der Brenner enthält außerdem eine Düse mit verschiedenen Lochdurchmessern, damit die Schweißnaht so präzise wie möglich ist. Der Brenner hat außerdem eine Reihe von Schläuchen, die den Brenner und die Gasflaschen verbinden. Die Gase werden durch Flammenrückschlagsicherungen geleitet, um Rückbrände zu verhindern.

Acetylen hat mehrere Vorteile gegenüber Propan. Es hat zum Beispiel eine höhere Temperatur und einen höheren Kohlenstoffgehalt als Propan, weshalb es für die Flammenhärtung bevorzugt wird. Außerdem hat es einen größeren Vorwärmbereich und ist bei höheren Drücken erhältlich.

Propylen beim Schweißen

Propylen ist ein hervorragendes Gas zum Schweißen, hat aber einige Nachteile. Erstens ist es sehr flüchtig, was bedeutet, dass es mit Vorsicht verwendet werden muss. Propylen ist außerdem leicht entflammbar und sollte daher in einer von Sauerstoffflaschen getrennten Flasche gelagert werden.

Außerdem hilft es bei der Stabilisierung des Lichtbogens, was für einen guten Metalltransfer wichtig ist. Außerdem kann das Gas zum Abdecken und Heizen verwendet werden. Eine unsachgemäße Verwendung kann jedoch zu schwachen Schweißnähten und übermäßigen Spritzern führen, was die Produktivität und Sicherheit einschränkt. Außerdem kann eine hohe Acetylenbelastung zu Atemproblemen führen.

Helium ist ein weiteres Gas, das zum Schweißen verwendet werden kann. Dieses Gas ist ein Gemisch aus Sauerstoff und Kohlenstoff. In Kombination mit Acetylen kann es eine starke Flamme bilden. Es reduziert auch den Bedarf an Schweißdraht mit Schutzgas. Außerdem friert Helium nicht ein und ist sowohl in flüssiger als auch in fester Form erhältlich. Außerdem sorgt es beim Einatmen für komische Geräusche.

Propylen ist eine sichere, stabilere Alternative zu Acetylen. Propylen kann eine höhere Durchflussrate aus einer einzigen Flasche liefern, was schnellere Schneid- und Heizzeiten bedeutet. Propylen ist auch ein stabileres Gas zum Schweißen.

Argon/CO2-Gemische

Argon ist ein Edelgas, das 0,93% der Erdatmosphäre ausmacht. Seine Eigenschaften machen es zu einem idealen Inertgas für die Metallverarbeitung. Es kann verwendet werden, um Porosität aus geschmolzenen Metallen zu spülen und ein Schutzgas beim Schweißen zu erzeugen. Es wird auch häufig mit anderen Gasen gemischt, um die Eigenschaften des Schweißlichtbogens zu verbessern und den Metallübergang beim MSG-Schweißen zu erleichtern.

Die Verwendung von Argon- und CO2-Gemischen beim Schutzgasschweißen kann zu einer glatteren, hochwertigeren Schweißnaht führen und gleichzeitig eine höhere Lichtbogenstabilität gewährleisten. Darüber hinaus verbessern Argon- und CO2-Gemische die Produktivität. Sie erzeugen auch glattere, optisch ansprechendere Schweißnähte. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass ein höherer CO2-Anteil die Spritzermenge erhöht.

Während Argon-Sauerstoff-Gemische ein hohes Maß an Abschirmung erzeugen, verbessert ein geringerer CO2-Anteil die Stabilität des Lichtbogens und die Fließfähigkeit des Schweißguts. Zusätzlich zu diesen Vorteilen können Argon-Sauerstoff-Gemische auch Kurzlichtbogen- und Positionsschweißungen verbessern und ästhetischere Schweißnähte erzeugen.

Schutzgasschweißen

Spülgas

Beim Schutzgasschweißen wird ein Spülgas benötigt, das Verunreinigungen in der Luft, wie Wasserdampf und Sauerstoff, entfernt. Das Spülgas wird mit einem Schweißbrenner in die Schweißzone eingeleitet. Das Spülgas ist schwerer als Luft und drückt die Luft nach oben. Der Druck und die Durchflussmenge des Spülgases variieren während des Schweißvorgangs. Der Schweißer muss das Spülgas vor und nach dem Schweißprozess prüfen, um sicherzustellen, dass es sauerstoff- und feuchtigkeitsfrei ist.

Es gibt zwei Methoden zum Spülen des Gases beim Schutzgasschweißen. Die erste Methode ist eine Gasspüleinrichtung. Das Gas muss unter einem höheren Druck als dem atmosphärischen stehen, um die Oberflächenspannungskräfte auszugleichen, die die Schweißraupe nach innen ziehen. Eine andere Methode ist die Verwendung eines Schweißunterstützungsbandes, das aus Glasfasern in der Mitte einer Aluminiumfolie besteht.

Bei der zweiten Methode hält die Spüleinrichtung 10 einen begrenzten Bereich mit Schutzgas 12 an der Schweißstelle aufrecht. Ein Schleppschild 40 definiert einen kleinen, begrenzten Bereich, der innerhalb weniger Sekunden gespült werden kann. Dadurch entfallen die zweistufigen Vorgänge, die bei Geräten mit Damm erforderlich sind.