Vom Mauerblümchen zum Glamourgirl?

FUGEN MIT PLASMA - DAS PLASMAFUGENHOBELN IST NOCH NICHT SO BEKANNT IN DER INDUSTRIE UND WIRD NICHT SO HÄUFIG VERWENDET WIE DAS PLASMALICHTBOGEN-SCHNEIDEN. DOCH GELTEN DIESELBEN VORTEILE, D IE DAS PLASMASCHNEIDEN SO ERFOLGREICH GEGENÜBER KONKURRIERENDEN TECHNIKEN GEMACHT HABEN, AUCH FÜR DAS PLASMAFUGENHOBELN.

06. November 2004

Plasmafugenhobeln wurde als Mittel für Schweißnähte und zur Schweißvorbereitung entwickelt. ›Rückseitenfugenhobeln‹ wurde eingesetzt, um Metall von der Rückseite lichtbogengeschweißter Verbindungen zu entfernen und damit Defekte zu beseitigen und die Stärke zu verbessern. Schweißdefekte, wie Risse, Porosität, mangelnde Verbindung, können mit Hilfe eines Plasmabrenners ausgehobelt und dann durch eine neue solide Schweißung repariert werden. Heute wird Plasmafugenhobeln in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen von Schiffbau und Instandhaltung über Fertigung und Reparatur schwerer Geräte bis zur Herstellung von LKW-Chassis, Tanks und Stahlträgern eingesetzt. Plasmafugenhobeln kann verwendet werden, um Kippträger, Tragzapfen, Behelfsträger, Heftschweißungen und Ösen zu entfernen. Es kann bei Abriß- oder Rettungsarbeiten eingesetzt werden, um geschweißte Konstruktionen zu zerlegen. Es kann in Gießereien verwendet werden, um überschüssiges Material von Gußteilen zu entfernen. Überall, wo überflüssiges Metall, überschüssige Schweißungen oder Defekte entfernt werden müssen, kann dieses Verfahren eingesetzt werden. Das Plasmafugenhobeln wurde vom Plasmaschneiden (PAC) abgeleitet. PAC ist ein thermischer Schneidvorgang, der einen eingeschnürten Strahl aus Hochtemperatur-Plasmagas verwendet, um Metall zu schmelzen und zu trennen. Der Plasmalichtbogen entsteht zwischen einer negativ geladenen Elektrode im Brenner und einem positiv geladenen Arbeitsstück. Hitze vom übertragenen Lichtbogen führt zu schnellem Schmelzen des Metalls, und der Hochgeschwindigkeits-Gasstrahl spült die Schmelze aus dem Schnitt heraus.

OHNE ZU TRENNEN

Das Plasmafugenhobeln durchschneidet das Material nicht, sondern bildet nur eine Nut oder einen Spalt. Der Lichtbogen für das Plasmafugenhobeln ist weniger eingeschnürt als der Schneidlichtbogen. Das Ziel des Plasmafugenhobelns ist die Maximierung des Volumens des entfernten Metalls. Aus diesem Grund sind die beim Fugenhobeln verwendeten Brennerteile so gestaltet, daß sie einen breiteren und auch ›weicheren‹ Lichtbogen produzieren.

Die vier häufigsten Methoden des Fugenhobelns, die in der Industrie heute eingesetzt werden, sind mechanisches, Autogen-, Luft-Kohle- und Plasmafugenhobeln.

Mechanische Methoden des Fugenhobelns, wie Schleifen, Handfräsen, Fräsen und Abmeißeln werden noch oft verwendet. Das Verfahren ist zwar Metallbearbeitungs-Werkstätten verfügbar, aber normalerweise sehr langsam und oft sehr laut.

Autogen-Fugenhobeln ist eine verbreitete thermisch-chemische Methode und eine Variation des Autogenschweißens und -schneidens. Vorteile sind unter anderem niedriger Lärmpegel, Tragbarkeit und höhere Geschwindigkeit im Vergleich zu mechanischen Methoden. Zu den Nachteilen gehören unter anderem mangelnde Kontrolle über die Nutqualität und niedrigere Geschwindigkeit im Vergleich zu Kohle-Fugenhobeln. Da der Prozeß außerdem auf Verbrennung basiert, ist er auf Kohlenstoffstähle beschränkt.

Luft-Kohle-Fugenhobeln ist der Hauptkonkurrent von Plasmafugenhobeln. Ein elektrischer Lichtbogen wird zwischen der Spitze einer Kohlenstoffelektrode und dem Metallwerkstück erzeugt. Vorteile: Es kann bei unlegiertem Stahl, Gußeisen, Nickellegierungen, Kupfer, Aluminium und anderen Metallen eingesetzt werden; es ist sehr einfach zu lernen, hat eine höhere Metallentfernungsrate und ist damit viel schneller als Schleifen, Abmeißeln oder Autogen- Fugenhobeln. Nachteile sind die sehr hohe Lautstärke und übermäßige Rauchentwicklung. Die Qualität der Nut kann außerdem schwer zu kontrollieren sein, und Kohlenstoffablagerungen oder -einschlüsse können zum Grundmetall hinzugefügt werden.

QUALITÄTSVORTEILE

Die Vorteile des Plasmafugenhobelns gegenüber dem Luft- Kohle-Fugenhobeln bestehen in der hohen Qualität der Nut und dem bei diesem Vorgang möglichen Grad der Kontrolle. Mit Praxiserfahrung kann der Bediener mit dem Plasmafugenhobel-Lichtbogen eine sehr glatte, saubere und konsistente Nut erreichen. Es wird außerdem erheblich weniger Rauch und Lärm erzeugt als beim Kohle-Fugenhobeln. Plasmafugenhobeln kann bei unlegiertem Stahl, legiertem Stahl, Aluminium und fast allen Metall- und Nichtmetall-Legierungen eingesetzt werden. Es können unterschiedliche Gase verwendet werden, um die Nutqualität und den Oberfl ächenzustand zu optimieren. Die Nachteile des Plasmafugenhobelns sind die anfänglichen Ausgaben für das Plasmaschneidsystem, die niedrigere Metallentfernungsrate im Vergleich zum Luft-Kohle-Fugenhobeln und die für die Beherrschung der Technik erforderliche Praxis und Fachkenntnis.

DAS EQUIPMENT

Die beim Plasmafugenhobeln eingesetzten Geräte sind fast identisch mit Plasmalichtbogen-Schneidsystemen. Dazu gehören eine Stromquelle, eine Gasversorgung, das Brennerschlauchpaket, ein Brenner und Verschleißteile. Es sind spezielle Verschleißteile und Zubehörteile für das Fugenhobeln erhältlich. Fortschritte bei den Geräten für das Plasmalichtbogen-Schneiden und Fugenhobeln haben die Fugenhobelleistung erheblich verbessert, insbesondere bei der letzten Generation der Luftplasmasysteme mit niedriger Ampèrezahl. Die Stromquellen sind heute fortschrittliche Wechselrichter und ‹Boost- Wechselrichter‹: zuverlässiger, robuster und leistungsfähiger als ihre Vorgänger und erheblich kleiner und leichter. Sie nutzen ausgefeilte mikroprozessorgesteuerte Vorrichtungen, die es ihnen ermöglichen, mehrere Eingangsspannungen zu verwenden, Schwankungen bei der Leitungsspannung zu tolerieren, weniger Strom zu verbrauchen, bei besseren Schneid- und Fugenhobelleistungen.

DIE MEDIEN

Eine Reihe von Plasma- und Sekundärgasen können für das Plasmafugenhobeln verwendet werden, etwa Luft, Stickstoff, Sauerstoff, Argon-Wasserstoff und andere gemischte Gase, vorausgesetzt das System ist für ihren sicheren Gebrauch ausgelegt. Argon-Wasserstoff- Plasmagas produziert eine sehr saubere, helle und glatte Nut in Aluminium und legiertem Stahl. Stickstoffplasma führt zu ausgezeichneter Lebensdauer der Teile und akzeptabler Qualität in unlegiertem und legiertem Stahl. Luftplasma bietet die niedrigsten Betriebskosten und akzeptable Qualität in unlegiertem und legiertem Stahl und Aluminium. Die neueste Generation der manuellen Luftplasmabrenner verfügt über viele Leistungsverbesserungen wie verbesserte Kühlung, höhere Schneidkapazität, längere Lebensdauer der Verschleißteile und konsistentere Schnittgüte.

DIE RICHTIGE TECHNIK

Die Verbesserungen ermöglichen nicht nur das Schneiden von dickerem Material bei erheblich schnelleren Geschwindigkeiten, sie erhöhen auch die Fugenhobelleistung. Durch eine Vielzahl von Techniken erreicht man unterschiedliche Nutprofi le und Größen. Im allgemeinen wird der Brenner in einem Winkel von 40 bis 60 Grad zum Werkstück geneigt, während sich der Pilotlichtbogen bildet und der Lichtbogen zur Platte übertragen wird. Der Bediener ›schickt den Lichtbogen in die Nut‹ und bewegt dabei den Brenner in Vorwärtsrichtung entlang der Platte. Steilere Winkel und langsamere Geschwindigkeiten führen dazu, daß der Lichtbogen tiefer in das Werkstück eindringt. Geringere Winkel und schnellere Geschwindigkeiten entfernen weniger Material und produzieren eine flachere Nut. Eine gerade Nut in einem einzigen Durchgang führt zu einem ›engen‹, parabolischen Spalt. Für das Fugenhobeln breiterer und tieferer Abschnitte kann geschlängeltes und seitliches Fugenhobeln eingesetzt werden. Hypertherm, USA, Hersteller der Plasmatechnik, wird auf der Euroblech Halle 13, Stand F 33 die neuesten Entwicklungen vorstellen.

Erschienen in Ausgabe: 10/2004