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Wednesday, September 28, 2011, Saal G-1 4:50 PM Moderne Lichtbogenfügeverfahren 2 |
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InFocus - Schweißen und Löten mit selbstkonzentrierendem Lichtbogen |
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Volker Krink / Kjellberg Finsterwalde Plasma und Maschinen GmbH, Deutschland Henning Schuster / Kjellberg Finsterwalde Plasma und Maschinen GmbH, Deutschland Jens Grundmann*/ , Uwe Füssel/ Technische Universität Dresden, Deutschland Jörg Zschetzsche/ Technische Universität Dresden, Deutschland Michael Schnick/ Technische Universität Dresden, Deutschland |
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Das Schweißen mit dem WIGProzess ist ein kostengünstiges, universell einsetzbares und in der Industrie weit verbreitetes Verfahren zum Fügen von schmelzschweißgeeigneten Metallen aller Art. Durch Verwendung einer nichtabschmelzenden Wolframelektrode zur Erzeugung des Lichtbogens werden Energiequelle und die Zusatzwerkstoffzufuhr voneinander entkoppelt und eine hohe Nahtqualität und praktische Spritzerfreiheit erreicht. Für das Schweißergebnis und die Prozessgeschwindigkeit ist eine konzentrierte Einbringung der Wärmeenergie in die Schweißzone von essentieller Bedeutung. Dabei ist die Energie des Lichtbogens als Wärmequelle neben der Stromstärke auch von der Energiedichte des Lichtbogens abhängig. Beim WIGProzess wird die Ausbildung des Lichtbogens im Wesentlichen durch die thermischen Emissionsbedingungen an der Kathodenspitze bestimmt. Bei steigender Stromstärke nehmen die Temperatur der Wolframelektrode und die Elektronenemission zu, was zu einem vergrößerten Lichtbogenansatz an der Elektrodenspitze und einer geringeren Energiedichte des Lichtbogens führt. Um die Energiedichte am Werkstück und Stabilität des Lichtbogens zu erhöhen, ist es notwendig den Lichtbogen an der Kathodenspitze zu fokussieren. Der InFocusProzess reduziert durch eine spezielle Wär-meführung in der Wolframkathode das Emissionsgebiet auf eine kleine Fläche an der Elektrodenspitze. Das Ergebnis ist die deutliche Erhöhung der Konzentration des Lichtbogens. Die erhöhte Energiedichte erlaubt einerseits die Steigerung der Prozessgeschwindigkeit, andererseits das Schweißen mit erhöhter Einbrandtiefe bei größeren Materialdicken. Als ein Beispiel für die Steigerung der Prozessgeschwindigkeit in der industriellen Anwendung ist die Fertigung von geschweißten Pedalkörpern in der Automobilindustrie. Im konkreten Fall bestehen diese aus umgeformten Blechteilen, die über eine Bördelnahtschweißung verbunden werden. Dabei konnte die Schweißgeschwindigkeit durch das InFocusSystem mit ca. 4 m/min verdoppelt werden. Ähnliche Verhältnisse zeigen sich beim Lichtbogenlöten mit Kupferbasislot in der Karosseriefertigung. In beiden Fällen bestimmte die Dynamik des Führungssystems die Prozessgrenzen. |