Neues Niveau

Das neue WIG-Doppelpuls-Schweißverfahren von Kemppi kombiniert die Eigenschaften und Vorteile zweier unterschiedlicher Gleichstrom-Pulsverfahren. Dank eines schmalen und gut fokussierten Schweißlichtbogens kann die Schweißgeschwindigkeit erhöht werden, wodurch der Wärmeeintrag reduziert und der Verzug minimiert werden.

18. Oktober 2019
Neues Niveau
Mit dem WIG-Doppelpulsen von Kemppi können Qualität und Produktivität beim Gleichstromschweißen gesteigert werden. (© Loma Graphics)

Der wachsende Druck zu höherer Produktivität lässt Zweifel an der Eignung des WIG-Schweißens für bestimmte Anwendungen aufkommen. Üblicherweise ist es das Ziel, die Effizienz der bei Schweißprojekten erforderlichen Nebentätigkeiten zu verbessern, damit sich der Schweißer auf das eigentliche Schweißen konzentrieren kann. In den vergangenen Jahren wurde versucht, das WIG-Schweißen durch MIG/MAG-Wurzelschweißverfahren zu ersetzen. Bis zu einem gewissen Grad waren diese Bemühungen erfolgreich, jedoch sind die Ersatzmethoden nicht für alle Anwendungen geeignet.

Um die Produktivität und in einigen Fällen auch die Qualität des WIG-Schweißens zu verbessern, wurden verschiedene Prozessvarianten entwickelt. Im Laufe der Jahre wurden mehrere Impulsverfahren entwickelt: Die heute verfügbaren Techniken reichen vom langsamen Pulsen mit einer Frequenz von etwa einem Hertz bis zum Hochgeschwindigkeitspulsen mit einer Frequenz im Kilohertz-Bereich. Diese Pulsprozesse erhöhen die Produktivität und vor allem die Qualität, auch wenn die Produktivitätssteigerungen oft gering oder anwendungsspezifisch sind. Mit der Einführung der neuen ›Mastertig‹-Produktreihe stellte Kemppi sein erstes WIG-Doppelpuls-Schweißverfahren vor, das einige Vorteile in Bezug auf Effizienz und Qualität verschiedener WIG-Schweißverfahren bietet.

Verbindung von langsamem und schnellem Pulsen

Beim WIG-Doppelpuls-Schweißen werden gleichzeitig langsame (0,2 bis 30 Hertz) und schnelle (100 bis 400 Hertz) negative Gleichstromimpulse verwendet. Die Parameter für den Hochgeschwindigkeitspuls werden von einem vorgefertigten Schweißprogramm ermittelt, so dass der Schweißer diese nicht einstellen muss. Die Parameter für den langsamen Impuls sind einstellbar; die Werkseinstellungen sind jedoch für allgemeine Schweißanwendungen gut geeignet.

Mittels mechanisierter und manueller Schweißtests wurden die Vorteile des neuen Verfahrens mit den Ergebnissen der konventionellen WIG-Puls-Verfahren (Niedrig- und Hochgeschwindigkeitsimpuls) verglichen. Bei den mechanisierten Schweißtests handelte es sich um eine 1+1-Millimeter-Eckverbindung aus säurebeständigem Stahl in Schweißposition PA und eine 3+3-Millimeter-Kehlnaht aus unlegiertem Baustahl in Schweißposition PB. In den manuellen Schweißtests prüften mehrere Schweißer verschiedene Materialien, Blechdicken und Stoßarten.

Die höchste Geschwindigkeit in beiden mechanisierten Schweißtests wurde mit dem Doppelpulsschweißverfahren erreicht. Bei Ecknähten lag der Unterschied zum langsamen Pulsschweißen sogar bei 30 Prozent. Dies resultiert daraus, dass der Hochgeschwindigkeitspuls des Doppelpuls-WIG einen schmalen Lichtbogen erzeugt, der die Ecke genau trifft. Im Gegensatz zum schmaleren Lichtbogen des Doppelpuls-WIG ist der breite Lichtbogen, der durch ein Pulsen mit niedriger Geschwindigkeit erzeugt wird, nicht in der Lage, die Ecke bei hohen Schweißgeschwindigkeiten (450 Millimeter pro Minute) aufzuschmelzen.

In diesem Test wurden mit einem Hochgeschwindigkeitspuls höhere Schweißgeschwindigkeiten erreicht als mit einem langsamen Puls. Mit dem Doppelpulsverfahren wurden die besten Anlassfarben für Schweißnähte bei säurebeständigem Stahl erreicht. Im Kehlnahttest erreichte das Doppelpulsverfahren Schweißgeschwindigkeiten, die 30 Prozent höher waren als beim Hochgeschwindigkeits-Pulsschweißen. Im Gegensatz zum Eckverbindungstest wurde hier die höchste Schweißgeschwindigkeit mit einem langsamen Puls erreicht, da beim Schweißen einer Kehlnaht vor allem die kurzzeitige hohe Leistung, die das Schmelzbad vorwärts bewegt, zur Verfahrgeschwindigkeit beiträgt. Diese mechanisierten Schweißtests zeigen, dass der Verbindungstyp der Hauptfaktor ist, der bestimmt, ob langsames oder Hochgeschwindigkeitspulsen größere Vorteile bringt.

Da der Doppelpulsprozess beide Pulsarten nutzt, kombiniert er auch die Vorteile dieser beiden Verfahren. Dank des Hochgeschwindigkeitspulses ist der Lichtbogen beim Doppelpulsschweißen schmal, stabil und leicht zu steuern. Darüber hinaus erhöht die temporäre hohe Leistung, die durch den Impuls mit niedriger Geschwindigkeit erzeugt wird, die Fließfähigkeit des Schweißbades und ermöglicht bei bestimmten Verbindungsarten (für Kehl- und Überlappnähte) eine höhere Schweißgeschwindigkeit. Die manuellen Schweißversuche zeigten dagegen, dass die temporäre geringe Leistung des langsamen Impulses zur Verfestigung des Schweißbades genutzt werden kann, was die Eigenschaften für das Positionsschweißen verbessert. Bisher konnten die Stärken der verschiedenen Pulsmethoden nicht gleichzeitig genutzt werden, aber die neue Mastertig-Produktfamilie von Kemppi macht dies möglich.

Kemppi auf der Schweisstec 2019

Kemppi stellt auf der Schweisstec eine neue Produktreihe für das WIG-Schweißen vor. Die für professionelle Schweißer entwickelte ›Mastertig‹-Reihe ist in Varianten mit 230, 300 und 400 Ampere lieferbar, die 2020 durch Modelle mit 400 und 500 Ampere ergänzt werden.

Die neue Produktreihe zeichnet sich durch zahlreiche Verbesserungen aus: Mit Kemppi werden Schweißqualität, Benutzerfreundlichkeit und Leistungseffizienz neu definiert. Dazu gehören auch die neu gestalteten ›WIG-Flexlite-TX‹-Schweißbrenner. Ihr Design mit flexibel geformten Griffen reduziert die Belastung des Handgelenks. Dadurch kann sich der Schweißer voll und ganz auf die Schweißnaht konzentrieren.

Mit ›Gamma‹ zeigt Kemppi auf der Messe die neue, hochwertige persönliche Schutzausrüstung für professionelle Schweißer und Anwender. Gamma bietet Schutz für Augen, Gesicht und Atemwege sowie Arbeitsleuchten für gute Sicht bei schlechten Lichtverhältnissen.

In Verbindung mit der neuen akkubetriebenen Filtereinheit erfüllt Gamma die höchste europäische TIL-Klassifizierung (Total Inward Leakage) für die Atemschutzleistung der Klasse TH3. Die Geräte reduzieren Ermüdung, erhöhen Komfort und schützen vor Gesundheitsrisiken beim Schweißen.

Da das Doppelpulsverfahren die Vorteile des Nieder- und Hochgeschwindigkeitspulsens vereint, eignet es sich für ein breites Spektrum von Schweißanwendungen. Es kann für die meisten DC-WIG-Schweißanwendungen verwendet werden, eignet sich aber besonders gut für die folgenden Anwendungen:

Arbeiten an dünnen Blechen

Kehl- und Ecknahtschweißen

  • Schweißnähte mit hohen Anforderungen an die optische Qualität
  • Edelstähle
  • Metalle, die einen geringen Wärmeeintrag erfordern, wie hochfeste und Duplex-Stähle.
  • Anspruchsvolle Nichteisenmetalle, die mit dem Gleichstrom geschweißt werden, wie Titan.
  • Der Doppelpuls ist einfach zu bedienen, insbesondere für Schweißer mit Erfahrung im WIG-Pulsschweißen, da für den Prozess nicht viele Parameter eingestellt werden müssen. Meist erfordert die Methode keine vorherige Übung. Das neue Verfahren hat folgende Vorteile:
  • Ein schmaler und stabiler Lichtbogen, der sich leicht in eine Ecke lenken lässt
  • Höhere Schweißgeschwindigkeiten als bei herkömmlichen WIG-Verfahren

Beispiel: Bei einer 1+1-Millimeter-Ecknaht aus säurefestem Stahl ist die Schweißgeschwindigkeit um 30 Prozent höher als beim langsamen Pulsschweißen.

  • Rückgang des Wärmeeintrags um etwa 20 Prozent
  • Deutlich geringerer Verzug
  • Geringere Schweißströme

Beispiel: Bei einer Kehlnaht an 3+3-Millimeter-S355 konnte ein um sieben Prozent geringerer Schweißstrom verwendet werden, was den Wärmeeintrag um sieben Prozent reduzierte.

  • Größere Toleranz gegenüber einem inkonsistenten Wurzelspalt im Vergleich zu herkömmlichen WIG-Verfahren
  • Konstante Schweißgeschwindigkeit
  • Heftschweißungen von gleichbleibender Qualität
  • Verbessert die Eignung des WIG-Verfahrens für das Positionsschweißen
  • Die Fähigkeit, ein Fischschuppenbild zu erzielen, ohne dass ein spezielles Schweißverfahren erforderlich ist
  • Optisch einwandfreie Schweißnähte
  • Die Möglichkeit, einen differenzierten Einbrand zu erzeugen
  • Höhere Ermüdungsbeständigkeit von Schweißnähten, bei denen die dynamische Last senkrecht zur Schweißnaht steht.

Das WIG-Doppelpulsen von Kemppi ist ein neues WIG-Schweißverfahren, mit dem Qualitäts- und Produktivitätssteigerungen beim Gleichstromschweißen im Vergleich zu herkömmlichen WIG-Puls-Verfahren erzielt werden können. Die Hauptvorteile sind höhere Schweißgeschwindigkeiten, geringerer Wärmeeintrag und verbesserte Schweißnähte. Da das Verfahren zwei Pulsarten kombiniert, eignet es sich für ein breiteres Spektrum an Schweißanwendungen als herkömmliche WIG-Pulsverfahren.

Schweisstec Halle 7, Stand 7108

Erschienen in Ausgabe: 06/2019
Seite: 158 bis 159