Plasmaschweißen: Was ist das?
Beim Plasma-Metall-Inertgasschweißen dient ein Plasmagas als Wärmequelle. Dieses wird im Plasmabrenner durch Hochfrequenzimpulse ionisiert und dadurch ein Hilfslichtbogen (Pilotlichtbogen) gezündet. Dieser brennt zwischen der Wolfram-Elektrode und der Düse und ionisiert die Gassäule zwischen der Düse und dem Werkstück. Das ermöglicht ein berührungsloses Zünden des Hauptlichtbogens, der zwischen der Elektrode und dem Werkstück brennt. Die Wasserkühlung der Düse bewirkt eine Einschnürung des Plasmas zu einer nahezu zylindrischen Gassäule. Hieraus resultiert eine höhere Energiedichte als beim Schweißen mit dem WIG-Verfahren. Die Härte des Plasmalichtbogens lässt sich durch die Wahl der Plasmadüse und der Plasmagasmenge beeinflussen. Ein großer Düsendurchmesser führt in Verbindung mit einer niedrigen Gasmenge zu einem weichen Lichtbogen.
Die Stromstärke des Pilotlichtbogens liegt üblicherweise zwischen drei und 30 Ampere. Das Plasmagas drückt ihn etwas aus der Plasmadüse heraus, sodass er als heller Lichtpunkt zu sehen ist. Für den Schutz des Schmelzbades ist das zwischen der äußeren Schutzgasdüse und der Plasmadüse zugeführte Gas verantwortlich. Dieses legt sich um den Plasmalichtbogen und hält atmosphärische Einflüsse fern.
Für jede Blechdicke das passende Plasmaschweißverfahren
Das Wolfram-Plasmaschweißen kommt in drei Verfahrensvarianten zum Einsatz:
Mikroplasma-Schweißen
Der Anwendungsbereich dieser Technik reicht vom Schweißen 0,01 Millimeter dicker Folien über Kontaktierungen und Schweißungen von Drahtgeweben bis hin zum Schweißen sehr dünner Bleche. Die Schweißstromstärke beginnt bei nur 0,5 Ampere.
Durchdrücktechnik
Mit diesem Schweißverfahren werden Materialdicken von bis zu circa drei Millimetern geschweißt. Das Material wird lediglich angeschmolzen, aber nicht durchstoßen.
Stichlochtechnik
Diese Methode kommt bei Werkstoffdicken ab drei Millimetern zum Einsatz. Der Plasmastrahl durchstößt das Werkstück komplett und formt die sogenannte Schweißöse. Der Lichtbogen führt das in Schweißrichtung geschmolzene Metall um die Schweißöse, wo es als feste Schweißnaht erstarrt. Die Oberflächenspannung verhindert das Durchfallen der Schmelze. Zum Abschluss des Schweißvorgangs werden der Schweißstrom und der Plasmagasdruck abgesenkt, wodurch die Schmelze das Stichloch verschließt.
Welche Gase kommen beim Plasmaschweißen zur Anwendung?
Wie das WIG-Schweißen ist auch das Plasmaschweißen nur mit Gasen möglich. Es werden zwei Gase benötigt: das Plasmagas (Zentrumsgas) und das Schutzgas (Außengas).
Plasmagas
Als Plasma- oder Zentrumsgas wird fast immer Argon (Ar) genutzt, da es leicht ionisierbar ist und daher einen hohen Ionisierungsgrad erreicht. Zum Teil werden beim Plasmaschweißen Gase auch gemischt, beispielsweise Ar mit Wasserstoff (bei Chrom-Nickel-Stählen und Legierungen auf Nickelbasis) oder Ar mit Helium (bei Aluminium, Zirkon und Titan), um die Wärmeübertragung zu erhöhen und höhere Schweißgeschwindigkeiten zu erzielen. Die benötigte Durchflussmenge liegt je nach Brennertyp und Schweißstromstärke zwischen 15 und 35 Liter pro Minute.
Schutzgas
Als Schutz- oder Außengas wird in aller Regel ebenfalls Argon oder ein Argon-Wasserstoff-Gemisch verwendet. Beim Schweißen un- und niedriglegierter Stähle kann auch ein aktives Mischgas aus Kohlendioxid oder Sauerstoff und Argon zum Einsatz kommen. In den meisten Fällen sind beim Plasmaschweißen beide Gase (Zentrumsgas und Außengas) dieselben. Die benötigte Schutzgasmenge liegt abhängig vom Brennertyp und der Schweißstromstärke bei drei bis zwölf Litern pro Minute.
Welche Vorteile bietet das Plasmaschweißen?
Im direkten Vergleich zum WIG-Schweißen punktet das Plasma-Metall-Inertgasschweißen mit höheren Geschwindigkeiten, einem stabiler brennenden Lichtbogen und einer längeren Haltbarkeit der Wolfram-Elektrode. Die Wärme wird konzentrierter eingebracht, wodurch ein tieferer Einbrand möglich ist. Darüber hinaus hilft der Pilotlichtbogen dem Schweißer beim manuellen Plasmaschweißen, den richtigen Anfangspunkt für die Schweißnaht schneller und einfacher zu finden. Die Nähte sind qualitativ sehr hochwertig, porenarm und spritzerfrei. Außerdem entsteht weniger Verzug. Zwar ist das Plasma-Metall-Inertgasschweißen nicht ganz so schnell wie das Laserschweißen, bietet diesem gegenüber aber Vorteile hinsichtlich der Spaltüberbrückung, der Positionierungstoleranzen und der Investitions- und Betriebskosten.
Plasmaschweißen mit Gasen vom Weltmarktführer
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