19/10/2011 - Neueste Entwicklungen in der Schweißtechnik

Menéame

Der Boden ist eine der am häufigsten verwendeten Methoden, um Metalle mit Designern und Produktionsingenieuren zu verbinden, die eine breite Palette von Prozessen zur Auswahl haben. Die Hersteller von Schweiß- und Verbrauchsgeräten arbeiten weiterhin daran, ihre Prozesse zu verbessern, und einige der neuesten Entwicklungen haben Potenzial in Qualität und Produktivität, und selbst Designer haben die Möglichkeit, neue Fertigungssysteme zu entwickeln, die bisher nicht durchführbar waren.

Gas Metall arc welding (GMAW) wurde während des Zweiten Weltkrieges entwickelt, um Aluminium und andere nichteisenhaltige Materialien zu verbinden. Metall intert Gas (Mig) Schweißen ist die am weitesten verbreitete unter GMAW Prozesse, die für alles von kleinen Herstellung bis zu großen Strukturen geeignet ist. Ihr nächster Verwandter, Metall aktiviert Gas (Mag), unterscheidet sich hauptsächlich in der Art des verwendeten Gases; und die beiden Prozesse werden oft als Mig/Mag Schweißen bezeichnet.

Eine der Nachteile des Schweißens ist die Verzerrung des Werkstücks, an dem es bearbeitet wird. Dies lässt sich jedoch weitgehend durch die Konstruktion von Verbindungen, durch die Verwendung von Befestigungssystemen und -zubehör sowie durch optimierte Schweißverfahren kontrollieren. Dieser letzte Punkt ist enthalten, weil z. B. einige der neuesten Mig Schweißmaschinen ausgefeilte Steuerfunktionen haben, die den Wärmeeinfluss in das Schweißen und damit die Verzerrung deutlich reduzieren können.

Die Minimierung der Verzerrung ist einer der wichtigsten Faktoren für erfolgreiches und kostengünstiges Schweißen, besonders bei Reparaturen.

Die Verzerrung der Schweißstrukturen erfolgt in drei Strukturen, die durch drei dimensionale Veränderungen während des Prozesses gelähmt werden: Längsschrumpfung parallel zur Schweißlinie, Querverkleinerung zur Schweißlinie und Winkelwechsel durch Drehen durch die Schweißlinie. Eine Möglichkeit, Spannung und Verzerrung zu minimieren, ist die Kühlung der Verbindung während des Schweißens.

Hybridprozesse

Für die schnellsten Produktionsraten bietet Laser beam welding (LBW) Vorteile aufgrund seiner hohen Leistungsdichte, die in einem kleinen Bereich mit Wärme und hohen Heiz- und Kühlraten auftritt. Die Größe des Lasers kann zwischen 0,2 und 13 mm variieren, wobei nur kleine Größen für Schweißverfahren verwendet werden. Die Durchdringungstiefe ist proportional zur gelieferten Energiemenge, hängt aber auch von der Position des Brennpunkts ab: Die Durchdringungen werden maximiert, wenn der Brennpunkt leicht unterhalb der Oberfläche des Werkstücks liegt.

Je nach Anwendung kann ein kontinuierlicher oder gedrückter Laserstrahl verwendet werden: Die in Millisekunden gemessenen Pulse werden zum Schweißen von dünnen Materialien wie Rasierklingen verwendet, während die kontinuierlichen Laserstrahlen für tiefere Schweißungen erforderlich sind.

Hybrid Laser arec welding (HLAW) kombiniert Laserschweißen und GMAW-Prozess, typisch Mig oder Mag. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Positionierung aufgrund der Eigenschaften des Füllens von Lücken in GMAW-Prozessen, zusammen mit der hohen Geschwindigkeit, die auf Laser zurückzuführen ist. Es besteht auch die Möglichkeit, Qualitätsschweißen zu erhalten, da das Risiko der Untergrabung des Materials verringert wird.

Der erste dieser Prozesse, die kommerziell verfügbar waren, war ESABs Hybrid HLAW. Dieses System ist drei- bis zehnmal schneller als herkömmliches Schweißen, mit 80-90 % weniger Wärmeeinlass, wodurch eine höhere Leistung erreicht wird.

Laserschweißen erzeugt bei sehr hoher Geschwindigkeit ein enges und tiefes Schweißen. Es tritt mit sehr wenig Kontraktion und Verzerrung, so dass die Kosten für die postsoldadura Behandlung reduziert werden. Laserschweißen ist jedoch in ihrer Fähigkeit begrenzt, in Verbindung mit breiten Hohlräumen annehmbare Schweißungen zu produzieren. Hibrio löst dies mit GMAW in Tandem mit dem Laser und fügt eine bescheidene Menge Metallfüllung hinzu.

Verbesserungen in der Herstellung

Ein weiteres Unternehmen, das vor kurzem den HLAW-Prozess eingeführt hat, war GE, das verteidigt, dass sein System die Art und Weise revolutionieren kann, wie Produkte hergestellt werden. Das Unternehmen schlägt drei Möglichkeiten zur Verbesserung der Herstellung vor:

· Produktionsgeschwindigkeit: Schweißen ist ein wesentlicher Aspekt der Herstellung vieler Produkte, die Metallteile enthalten. Es ist auch eines der wichtigsten Elemente im Zeitverbrauch von Herstellungsprozessen. HLAW schneller ablöst, was bedeutet, dass Industrieprodukte schneller produziert werden können. Um dies zu erreichen, verwendet GE Hochleistungsfaser Laser mit hoher Geschwindigkeit, die Stahl bis zu 2 cm dick mit einem einzigen Durchlauf auflötet.

· Ermäßigte Versandkosten: Das Schweißen findet traditionell in einer Fertigungsumgebung statt, die weit von der Verwendung des Fertigerzeugnisses entfernt ist.

Bibliographie: Welding development continue to boost productivity and quality. European DesignEngineer October 2011

Quelle: Gesamtproduktivität

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