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Dieter Kocab Oktober 2009 © 2009 EWM HIGHTEC WELDING GmbH
SLV München 20.10.2009
München
Erfahrungsaustausch - Schweißtechnik im Kraftwerksbau
Möglichkeiten der Nahtquerschnittsreduzierung beim Schweißen von dickwandigen Bauteilen
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Möglichkeiten der Nahtquerschnittsreduzierung beim Schweißen von dickwandigen Bauteilen
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Anwenderforderung Lichtbogenarten Verfahrenseigenschaften coldArc forceArc Wirtschaftlichkeit Ergebnisse Anwendungen Besonderheiten Zusammenfassung
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Möglichkeiten der Nahtquerschnittsreduzierung beim Schweißen von dickwandigen Bauteilen
Anwenderforderung - kürzere Fertigungszeiten gesamter Fügeprozess vorbereiten, schweißen, nachbereiten - schnelle Amortisation von Investitionen - effektive Arbeitsprozesse - hohe Wirtschaftlichkeit - Steigerung der Qualität Nahtgeometrie Gefüge Eigenspannungsreduzierung - hohe Betriebssicherheit
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Lichtbogenarten
RLB (Highspeed)
Spannung [V]
ILB
KLB
coldArc®
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ÜLB
SLB
forceArc®
Stromstärke [A]
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Verfahrenseigenschaften coldArc®
Standard-Kurzlichtbogen
coldArc® -Lichtbogen
Leistung beim Wiederzünden
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Verfahrenseigenschaften coldArc®
EWMcoldArc®
MSG-Schweißen
MSG-Löten
Mischverbindung
das wärmereduzierte Fügen dünnster Bleche ab 0,3 mm (automatisch), ab 0,7 mm (manuell) das Fügen verzinkter Bleche wärmeminimiertes Löten mit niedrigschmelzenden Zusatzwerkstoffen auf Zink-Basis (automatisch) Schweißen von Wurzellagen in allen Zwangslagen
St verzinkt – Aluminium, Magnesium Aluminium Magnesium
Schweißen von Magnesiumlegierungen 7
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Verfahrenseigenschaften coldArc®
Nahezu leistungsloser Werkstoffübergang, reduzierte Wärmeeinbringung Erhebliche Verringerung der Blechdicke möglich äußerste Spritzerarmut hervorragende Spaltüberbrückung Nahtgeometrie individuell beeinflussbar geringster Materialverzug Der Werkstoffübergang erfolgt beim EWM-coldArc® ohne mechanische Unterstützung durch den Drahtantrieb, d.h. vDraht = const.
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Verfahrenseigenschaften coldArc®
Der modifizierte Kurzlichtbogen wird ausschließlich in der Energiequelle geregelt – Neuartige hochdynamische Inverterschaltung – Sehr schnelle, digitale Prozessregelung – Standard Brenner Drastische Verminderung der Leistungsspitze beim Lichtbogen-Wiederzünden Geringster Materialverzug Erhebliche Reduzierung des Wärmeeintrags während der Aufschmelzphase
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Verfahrenseigenschaften coldArc®
Luftspalt 5 mm 10
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Verfahrenseigenschaften coldArc®
Luftspalt 10 mm 11
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Verfahrenseigenschaften forceArc® MSG Kurz- und Sprühlichtbogen- Eigenschaften
kurzer und druckvoller Sprühlichtbogen
EWM-forceArc®
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Verfahrenseigenschaften forceArc®
- keine Spritzerbildung, auch bei sehr kurzem Lichtbogen - besonders richtungsstabil - kleinere Wärmeeinflusszonen durch schmalen, konzentrierten und druckvollen Lichtbogen -weniger Materialverzug durch höhere Schweißgeschwindigkeit -geringere Wärmeeinbringung dadurch auch geringere Zwischenlagentemperatur und minimierte Gefügeveränderung - glatte Oberfläche bei reduziertem Abbrand von Legierungselementen
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Verfahrenseigenschaften forceArc®
MSG Sprühlichtbogen Gefahr von Einbrandkerben und Poren Nachteile Schwächung des Querschnittes Gefahr von Rissbildung durch Kerbwirkung
Einbrandkerben
EWM-forceArc® Lichtbogen Geringe Neigung zu Einbrandkerben und Poren Vorteile Reduzierung von Einbrandkerben und Poren bei effektivem Einbrandverhalten und ausgezeichneter Nahtqualität beste und sicherste Wurzelerfassung
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Verfahrenseigenschaften forceArc®
30°
Blechdicke: 8 mm Parameter: DV 12,5 m/min Us 35 V Is 345 A Schweißgeschwindigkeit: 0,5 m/min Schutzgas: 82% Argon / 18% CO2 Drahtdurchmesser 1,2 mm 15
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Verfahrenseigenschaften forceArc®
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Verfahrenseigenschaften forceArc®
Ausregelung bzw. Vermeidung der Kurzschlüsse sehr schnelle Reaktion bei Lichtbogenlängenänderungen konzentrierter Lichtbogen optimales Wiederzünden des Lichtbogens
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Verfahrenseigenschaften forceArc®
Brennerstellung/Stickout MSG Sprühlichtbogen weicher, springender Lichtbogen, kurzer Stickout Nachteile Wurzelerfassung schwierig Gefahr von Bindefehlern
EWM-forceArc® Lichtbogen richtungsstabiler, ruhiger Lichtbogen Vorteile Sichere Wurzelerfassung bei sehr engen Fugen 18
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Verfahrenseigenschaften forceArc®
- richtungsstabiler, ruhiger Lichtbogen -sichere Wurzelerfassung bei sehr engen Fugen -schnelle Ausregelung von Stickoutlängenveränderungen -kein Springen des Lichtbogens, selbst bei langem Stickout bis zu 40 mm 19
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Verfahrenseigenschaften forceArc®
Brennerstellung/Stickout
Ausregelung bzw. Vermeidung der Kurzschlüsse Fein- bis mitteltropfiger Werkstoffübergang Konzentrierter Lichtbogen Hoher Plasmadruck im Lichtbogen
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Verfahrenseigenschaften forceArc®
Blindraupenvergleich
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Wirtschaftlichkeit
Fugenform, Nahtvolumen
MSG Sprühlichtbogen
EWM-forceArc® Lichtbogen
Erhöhte Wirtschaftlichkeit bei geänderter Nahtvorbereitung, Fugenform und Nahtvolumen 22
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Wirtschaftlichkeit
Fugenform, Nahtvolumen
MSG Sprühlichtbogen
EWM-forceArc® Lichtbogen
Erhöhte Wirtschaftlichkeit bei geänderter Nahtvorbereitung, Fugenform und Nahtvolumen 23
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Wirtschaftlichkeit Gesamtkosten
MSG-Sprühlichtbogen
100 80 60 40 20
MSG Sprühlichtbogen EWM forceArc
EWM-forceArc® 0
56% Kosteneinsparung durch EWM-forceArc® 24
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Ergebnisse coldArc®
manuell geschweißt
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Ergebnisse coldArc®
manuell geschweißt
Blechdicke 20 mm Werkstoff St Schweißposition PG
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Ergebnisse forceArc®
1 Lage Materialdicke Steg 5 mm ohne Luftspalt ohne Nahtvorbereitung
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Ergebnisse forceArc®
1 Lage – von außen durchgeschweißt Materialdicke 5 mm ohne Luftspalt ohne Nahtvorbereitung
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Ergebnisse forceArc®
manuell geschweißt Materialdicke 10 mm 29
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Ergebnisse forceArc®
Blechdicke 16/20 mm, X-Naht Öffnungswinkel 2x30°
Lage/Gegenlage ohne Luftspalt mechanisiert geschweißt
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Ergebnisse forceArc®
Materialdicke 10 mm Werkstoff St 1 mm Luftspalt ohne Fasen Lage/Gegenlage manuell geschweißt DV 12,5 m/min (1,2 mm G3Si1) Us 35 V, Is 340 A Schweißgeschwindigkeit 500 mm/min
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Ergebnisse forceArc®
Materialdicke 15 mm konischer Luftspalt automatisiert geschweißt 32
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Ergebnisse forceArc®
Materialdicke 15 mm Luftspalt, ohne Fase - Vollanschluss 33
Materialdicke 15 mm ohne Fase – tiefer Einbrand Dieter Kocab
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Ergebnisse forceArc® ohne Nahtvorbereitung - ohne Luftspalt
Blechdicke: 12 mm Werkstoff: St (Baustahl) Schweißung: Doppelkehlnaht Parameter: DV 12,5 m/min (1,2 mm G3Si1) Us 35 V Is 340 A Schweißgeschwindigkeit: 0,5 m/min mechanisiert geschweißt
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5,5 mm
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Ergebnisse forceArc®
Vollanschluss – ohne Schweißfase
Materialdicke 10 mm Primerbeschichtung
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Ergebnisse forceArc®
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Anwendungen forceArc®
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Anwendungen forceArc®
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Anwendungen forceArc®
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Besonderheiten
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Besonderheiten
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Besonderheiten
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Besonderheiten
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Besonderheiten
16 mm
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20 mm
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Besonderheiten
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Besonderheiten
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Besonderheiten Blechdicke 20 mm
manuell geschweißt 2 mm
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Besonderheiten
Position PC
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Besonderheiten
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Besonderheiten Blechdicke 50 mm
IST Plan
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Besonderheiten
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Besonderheiten
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Besonderheiten
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Besonderheiten 30° Blechdicke 40 mm
8 mm
3 mm
30°
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Besonderheiten
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Zusammenfassung
Wissenschaftliche Zusammenarbeit Vergleich Sprühlichtbogen – EWM forceArc® Normung Fugenvorbereitung
EWM forceArc® - Schweißprozess Vergleich Massivdraht - Fülldraht Institut für Fertigungstechnik/Schweißtechnik
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Zusammenfassung
Qualitätssteigerung der Schweißverbindung bei gleichzeitiger hoher Wirtschaftlichkeit der Fügestelle kennzeichnen diese MIG/MAG-Schweißprozesse forceArc®/coldArc® ermöglichen prozessangepasste, wirtschaftliche Schweißfugen mit Prüfung der konstruktiven Auslegung und Berechnung der Fügestelle
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