Ausrüstungen für halbautomatisches GMAW-System

Dieser Artikel beleuchtet die fünf Hauptausrüstungen, die für ein halbautomatisches GMAW-System erforderlich sind. Die Ausrüstungen sind: 1. Stromquelle 2. Drahtvorschubeinheiten 3. GMAW-Pistolen- und Drahtvorschubanordnung 4. Schutzgas- und Kühlwassersysteme 5. Verwendete Materialien.

Ausrüstung Nr. 1. Stromquelle:

GMAW verwendet Gleichstrom und fast immer mit positiver Elektrode. Diese Schweißbedingung führt zu einem stabilen Lichtbogen mit glatter Metallübertragung, der zu geringen Spritzern und einer guten Schweißnaht führt. Wechselstrom ist für GMAW ungeeignet, da dies dazu führt, dass der Lichtbogen jeden Halbzyklus gelöscht wird. Dies kann nicht nur zu einer teilweisen Gleichrichtung des Schweißstroms führen, sondern auch dazu führen, dass der Lichtbogen vollständig erlischt. Gleichstrom mit negativer Elektrode, obwohl eine höhere Abscheiderate erzielt wird, wird ebenfalls nicht bevorzugt, da dies zu einem instabilen und unregelmäßigen Lichtbogen führen kann. Außerdem entfällt der Vorteil der Lichtbogenreinigung auf der Arbeitsfläche.

Es können sowohl ein Transformator-Gleichrichter-Set als auch eine Motor-Generator-Stromquelle verwendet werden. GMAW-Stromquellen sind normalerweise für 60% und 100% für halbautomatische und automatische Betriebsarten ausgelegt. Die statische Volt-Charakteristik der Stromquelle kann von konstanter Spannung oder flacher Charakteristik bis zu einem Typ mit konstantem Strom variieren. Für den automatischen GMAW-Prozess wird manchmal eine ansteigende Volt-Ampere-Stromquelle verwendet.

Eine flache charakteristische Stromquelle ist für GMAW beliebter, da sie eine Selbstregulierung des Schweißlichtbogens ermöglicht. Somit kann eine Drahtvorschubeinheit mit konstanter Geschwindigkeitseinstellung verwendet werden. In einer solchen Einheit steht der Schweißstrom in direktem Zusammenhang mit der Drahtvorschubgeschwindigkeit. Um hohe Ablagerungsraten zu erreichen, wird der Draht daher mit höheren Vorschubraten zugeführt. Eine solche Stromquelle liefert einen sehr hohen Strom, wenn die Elektrode mit dem Werkstück kurzgeschlossen wird. Diese Art von Stromquellen wird zum Schweißen aller Metalle verwendet.

Bei einer Stromquelle mit abfallender VI-Charakteristik wird der gewünschte Strom durch geeignete Einstellung an der Maschine erhalten. Die Bogenlänge wird durch die automatische Einstellung der Drahtvorschubgeschwindigkeit gesteuert. Elektroden mit großem Durchmesser mit automatischem oder mechanischem Modus eignen sich am besten für diese Art von Stromquelle. Die meisten Konstantstromquellen sind vom Typ der abfallenden VI-Charakteristik, obwohl auch Konstantstromquellen verfügbar sind. Konstantstromquellen bieten jedoch keine Selbstregelung der Bogenlänge; Eine Spannungserfassungsschaltung wird verwendet, um die gewünschte Lichtbogenlänge durch Variieren der Elektrodengeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

Stromquellen mit ansteigender VI-Charakteristik werden manchmal mit einem automatisierten GMAW-System verwendet, das dickere Elektroden als in einem halbautomatischen System verwendet. Der Spannungsbereich für eine solche Stromquelle ist größer als der für eine Konstantspannungsquelle, und mit zunehmendem Strom steigt auch die Spannung an.

Ausrüstung Nr. 2. Drahtvorschubeinheiten:

Bei der automatischen MSG-Ausrüstung umfasst die Drahtvorschubeinheit auch die Schweißzange. Im halbautomatischen Modus sind die beiden getrennt, um die Flexibilität des Prozesses zu erreichen. Um den Draht mit einer Geschwindigkeit von 2-5 bis 25 m / min durch mehrere Meter flexible Leitung zu schieben, ist es unbedingt erforderlich, leistungsstarke Drahtvorschubmotoren zu haben, die rutschfeste Rändel- oder V-Nut-Rollen antreiben.

Diese Motoren sind normalerweise elektrisch angetrieben (Gleichstrom) mit einstellbarer Geschwindigkeit. Der Drahtvorschub wird normalerweise durch Voreinstellung konstant gehalten, daher sind die meisten Vorschubmotoren Shunt-Wound- oder Permanentmagnet-Typen. Motoren mit variabler Geschwindigkeit werden jedoch mit Konstantstromquellen verwendet. Die Geschwindigkeit eines solchen Motors variiert in Abhängigkeit von der Rückkopplung, um eine konstante Bogenlänge aufrechtzuerhalten.

Neben dem Drahtantriebsmechanismus enthält die Drahtvorschubeinheit auch die Vorrichtung zum Steuern des Gasflusses, einen Ein-Aus-Schalter zur Stromversorgung und zum Einlenken des Drahts für anfängliche Einstellungen.

Ausrüstung Nr. 3: GMAW-Pistolen- und Drahtvorschubmontage

Pistolen für den Großteil der allgemeinen GMAW-Arbeiten haben eine Stromtragfähigkeit von bis zu etwa 200 A und sind luftbogengekühlt. Es gibt drei Arten solcher Pistolen, nämlich Push-Typ, Pull-Typ und Push-Pull-Typ.

Die Druckpistole ist normalerweise durch eine flexible Leitung mit einer maximalen Länge von etwa 4 m mit einer Drahtvorschubeinheit verbunden. Der Draht wird durch den Drahtvorschubmechanismus durch die Leitung gedrückt. Diese Anordnung ist für Stahldrähte mit einem Durchmesser von 0–8 bis 2–4 mm und Aluminiumdrähte mit einem Durchmesser von 1, 2 bis 3, 2 mm zufriedenstellend.

Die Ziehpistole enthält einen eigenständigen Drahtzuführungsmechanismus, um den Draht von einer entfernten Spule durch eine flexible Leitung bis zu einer Länge von 15 m zu führen. Wenn eine solche Pistole in Verbindung mit dem Vorschubmechanismus vom Push-Typ verwendet wird, wird sie als Push-Pull-Typ bezeichnet, und die Antriebsmotoren werden synchronisiert, um eine Fehlanpassung und Beschädigung der Drahtelektrode zu vermeiden. Stahl- und Aluminiumdrähte mit Durchmessern von 0-8 bis 1-6 mm können mit diesen Vorschubarten verwendet werden.

Die GMAW-Pistolen, die für die Zuführung von Aluminiumdrähten mit einem Durchmesser von weniger als 1, 6 mm benötigt werden, sind mit dem in sich geschlossenen Drahtzufuhrmechanismus und der Drahtzuführung versehen. Die Drahtspule hat gewöhnlich einen Durchmesser von 100 mm und mit Draht wiegt sie zwischen 0, 5 und 1 kg. Üblicherweise wird in solchen Pistolen ein Drahtvorschubmechanismus mit Drahtdurchmessern von 0, 8 bis 1, 2 mm verwendet.

GMAW-Pistolen für höhere Ströme (200-750 A) sind wassergekühlt, bei denen die Kanäle das Wasser um das Kontaktrohr und die Gasdüse zirkulieren. Die Manövrierfähigkeit solcher Pistolen ist aufgrund des erhöhten Gewichts geringer, weshalb sie häufig bei mechanisierten und automatischen Schweißsystemen verwendet werden.

Die Stromversorgung der Elektrode wird in der Pistole durch das Vorsehen eines Kontaktrohrs aus Kupferlegierung mit Gewinde erreicht. Für den unterschiedlichen Drahtdurchmesser sind Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern angebracht, um einen guten Kontakt zu erreichen.

Die Drahtzufuhrleitung muss eine glatte Bohrung haben, sollte jedoch den Draht eng umschließen, um ein Knicken zu vermeiden. Die Leitung sollte flexibel, aber steif genug sein, um Knicke zu vermeiden, wenn sie zu einem kleinen Radius gebogen werden. Gewöhnlich werden Spiralstahlleitungen (Vorhangdraht) als zufriedenstellend zum Zuführen von Stahldrähten befunden. Aluminiumdrähte können jedoch abgerieben und verklemmt werden, es sei denn, es sind Nylon- oder PTFE-Auskleidungen darin eingebaut.

Ausrüstung Nr. 4. Schutzgas- und Kühlwassersysteme:

In den Standardgasflaschen sind Gasdruckregler vorgesehen, die einen konstanten Druck und Schutzgasstrom gewährleisten. Ein Durchflussmesser in Form eines kalibrierten Kunststoffröhrchens dient zur Steuerung der Gasdurchflussmenge. Die Kalibrierungen sind normalerweise in Lit. / Min. Gasdurchflussmesser für verschiedene Gase sind aufgrund ihrer unterschiedlichen Dichte unterschiedlich kalibriert, so dass ein Durchflussmesser nicht für alle Gase verwendet werden kann.

In der Hochdruckflasche steht in der Regel ein einzelnes Schutzgas zur Verfügung. Auf Anfrage kann normalerweise ein Gasgemisch vom Lieferanten bezogen werden. Es sind jedoch auch Gasmischeinheiten erhältlich, die an zwei Zylinder unterschiedlicher Gase angeschlossen werden können, um Mischungen in gewünschten Verhältnissen zu erhalten. Solche Einheiten werden meistens zum Mischen von CO ₂ und Argon verwendet.

Bei GMAW-Pistolen für Strom über 200 A wird die Düse mit Wasser gekühlt. Wasserkühlung erhöht die Lebensdauer von Kontaktrohr und Düse erheblich. Es erleichtert auch das Entfernen von Spritzern aus der Düse. Mechanische oder automatische Köpfe für hohe Beanspruchung haben auch wassergekühlte Kontaktrohre.

Wassergekühlte Pistolen sind häufig mit einem Mechanismus ausgestattet, um die Stromzufuhr automatisch zu stoppen, wenn der Wasserfluss stoppt. Dies schützt die Pistole vor Überhitzung bei plötzlichem Stillstand der Wasserversorgung.

Magnetventile schalten Gas und Wasser ein und aus, während Relais den Drahtvorschubmotor und Stromschütze ein- und ausschalten. Normalerweise erledigt ein einzelner Schalter, der in der Waffe eingebaut ist, die Aufgabe.

Ausrüstung Nr. 5. Verwendete Materialien:

Die für GMAW verwendeten Materialien sind das Füllmetall und das Schutzgas. Der Zuleitungsdraht und das Schutzgas müssen sorgfältig auf das zu schweißende Material und auch auf die Prozessvariation (MIG, CO ₂, FCAW usw.) abgestimmt werden.

Der Füllstoff oder der Zuführdraht ist so ausgewählt, dass eine Kompatibilität zwischen dem Basismetall und dem abgeschiedenen Metall bereitgestellt wird, um ein Metall der erforderlichen Zusammensetzung und Festigkeit bereitzustellen. Nationale und internationale Normen enthalten Richtlinien für die Auswahl des Zusatzwerkstoffs für das zu schweißende Metall.

Die Fülldrähte werden in Spulen mit unterschiedlichen Größen und Gewichten mit sorgfältiger Wicklung der Schichten verkauft, um sie mit möglichst geringem Risiko in die Pistole einzuführen. Drähte mit zu hartem Temperament verdrehen sich häufig, was zu Schwierigkeiten beim Einzug und zu Federn führt. Solche Drähte neigen auch dazu, sich beim Austreten aus dem Kontaktrohr zu drehen, was häufig zu einer wellenförmigen Raupe führt. Einfülldrähte werden auf die Rollen durch Reibung belastet, um sich unter leichter Spannung abzuspulen. Im Zuführdraht ist eine mechanische Verriegelung vorgesehen, um ein Überlaufen des Zuführdrahts aufgrund von Trägheit zu vermeiden, wenn der Strom abgeschaltet wird.

Die Auswahl des Schutzgases richtet sich nach der Zusammensetzung des Arbeitsmaterials, der Schweißnahtart, der Schweißposition, der Prozessvariante und der gewünschten Schweißqualität. Tabelle 5-6 kann als Leitfaden für die Auswahl eines Schutzgases verwendet werden.

Die Gasströmungsrate hängt von der Größe der Düse der GMAW-Kanone ab und liegt zwischen 4 und 40 Litern / min. Der am häufigsten verwendete Bereich liegt jedoch zwischen 7 und 12 Litern pro Minute.