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Schweißen von unlegiertem Stahl

Oerlikon-Lösungen zum Schweißen und Schneiden unlegierter Stähle

Unlegierte Stähle sind Legierungen aus Eisen und Kohlenstoff (Anteil von 0,12 bis 2,0 %). Kohlenstoffstähle sind in der Industrie weit verbreitet, beispielsweise im Transportwesen: Automobilbau, LKW, Eisenbahnwagen und Schiffbau – Rohrleitungs- und Behälterbau für die chemische Industrie – Offshore-Konstruktionen – Bau von Türmen für Windkraftanlagen – Bergbau …).

Brenn- und Plasmaschneiden von unlegiertem Stahl

Brenn- und Plasmaschneiden sind Verfahren, die für das thermischen Trennen von unlegierten Stählen eingesetzt werden können und zwar sowohl bei manuellen Anwendungen mit CITOCUT- Anlagen als auch in automatischen Anwendungen mit einem automatischen Schneidtisch (OPTITOME – ALPHATOME – OXYTOME und PLASMATOME) und MACH HP für das Brennschneiden und NERTAJET HP für Plasmaschnitte.

E-Hand-Anlage für das Schweißen von unlegiertem Stahl

Die Anlage besteht aus einer Stromquelle, die durch Umwandlung des primären Netzstroms (einphasig oder dreiphasig, 230 bis 440 V) den Schweißstrom (10 A bis ~500 A)liefert. Moderne Stromquellen für Lichtbogenschweißungen nutzen die "Wechselrichter "-Technologie, um kostengünstige Lösungen bei gleichzeitig großer Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten (gutes Zünden, sehr stabiler Schweißstrom …).
Die Inverter -Stromquellen sind außerdem leichter als Transformatoren für vergleichbare Schweißströme und daher einfacher zu transportieren.

Die Oerlikon- Anlagen zum E-Hand-Schweißen bilden die CITOARC Reihe. Ergänzt wird die Anlage mit einem E-Hand-Schweißkit für den Stromanschluss an das Werkstück und Elekrodenhalter für die Stabelektrode.

Zusatzwerkstoffe für das E-Hand- Schweißen von unlegiertem Stahl

Die Zusammensetzung des Elektrodenkernstabs entspricht im Allgemeinen der des Grundwerkstoffs. Bei der Ummantelung herrschen zwei Typen vor: rutil und basisch..

  • Rutilumhüllte Elektroden werden für alle gängigen Anwendungen eingesetzt. Sie bieten eine hohe Benutzerfreundlichkeit und ein gutes Nahtaussehen, verfügen aber nur über begrenzte mechanische Eigenschaften.
    Rutilelektroden im Oerlikon-Sortiment: OVERCORD, FINCORD und CITOCORD. Diese drei Typen unterscheiden sich bei den Schweißpositionen.
    FLEXAL-Elektroden mit Zellulose-Ummantelung sind für Rohrschweißungen in fallender Position vorgesehen.
    FERROMATIC-Elektroden mit einem Zusatz von Eisenpulver in der Ummantelung haben eine hohe Ausbringung (bis zu 200 %) beim Schweißen.
     
  • Basische Elektroden erzeugen Schweißnähte mit geringerem Wasserstoffgehalt und garantieren somit eine höhere Riss-Sicherheit für Hochsicherheitsarbeiten. Das Handling dieser Elektroden ist etwas schwieriger und stellt höhere Anforderungen an den Schweißer.
    Basische Elektroden im Oerlikon-Sortiment: SUPERCITO – TENAX und SPEZIAL. Bei basischen Elektroden müssen die hygroskopischen Eigenschaften der Ummantelung berücksichtigt werden. Die Elektroden müssen trocken gelagert oder vor dem Gebrauch rückgetrocknet werden. Mit der speziellen Oerlikon Verpackung DRYPACK kann das Rücktrocknen der Elektroden nach dem Öffnen der Verpackung vermieden werden.
Eine bahnbrechende OERLIKON-Erfindung: Die basische Doppelmantelektrode SPEZIAL. Der Doppelmantel der SPEZIAL bringt zahlreiche Vorteile:
  • Ein Schmelzverhalten ähnlich dem der rutilen Elektroden bei einer Schweißqualität, die der von basischen Elektroden entspricht (sehr hohe Zähigkeit).
  • Nicht anfällig für magnetische Blaswirkung (gerader Krater, keine Aufweitung).
  • Einfaches Zünden und Wiederzünden.
  • Flexible Verwendung in allen – auch schwierigen – Positionen (sehr enge Spalte, schlechte Zugänglichkeit, unregelmäßige Spalte und Kantenvorbereitungen).
  • Glasartige schwarze, einfach zu entfernende Schlacke
  • Fehlerfreie Nähte (keine Porosität oder Lunker) ohne Einbrandkerben oder Spritzer.
  • SPEZIAL ist  vielseitig und kann mit allen Schweißstromarten verwendet werden
    - Stromquellen mit Gleichstrom (+-Pol an der Elektrode), Gleichrichter und Wechselrichter.
    - Stromquellen mit Wechselstrom (Transformatoren mit Leerlaufspannung >65 V).

WIG-Anlage und Zusatzwerkstoffe für Schweißen von unlegiertem Stahl

Die Anlage besteht aus einer Stromquelle, die DC-Schweißstrom (10 A bis ~500 A) durch Umwandlung des primären Netzstroms (einphasig oder dreiphasig, 230 bis 440 V) liefert. Moderne WIG-Stromquellen basieren auf der "Wechselrichter"-Technologie, um kostengünstige Lösungen und hohe Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten (gutes Zündverhalten, sehr stabiler Schweißstrom …).
Die Inverter -Stromquellen sind außerdem leichter (bis zu 10 Mal) als Transformatoren für vergleichbare Schweißströme und daher einfacher zu transportieren

WIG-DC Anlagen im Oerlikon Sortiment: CITOTIG DC. Ergänzend ist ein WIG-Schweißbrenner mit - nicht abschmelzender Wolframeletrode erforderlich Der Argon-Gaszylinder wird mit einem Druckminderer mit Durchflussmesser zur Kontrolle des Argon-Schutzgas- Durchflusses (Ar) ausgestattet.

Die Auswahl des Zusatzwerkstoffes basiert auf dem zu schweißenden Grundwerkstoff. Das Oerlikon-Sortiment deckt die alle gängigen Anwendungen ab. Die Handelsbezeichnung dieser Stäbe lautet CARBOROD.

Plasma-Lichtbogenschweißen von unlegiertem Stahl

Das Plasma-Lichtbogenschweißen ähnelt dem WIG-Schweißen, weist aber einen wichtigen Unterschied auf: Im Schweißbrenner wird der Lichtbogen mechanisch eingeschnürt und erzeugt zusammen mit dem Plasmagas eine ionisierte Atmosphäre mit hoher Temperatur. Am Auftreffpunkt des Plasmas wird der Grundwerkstoff mit hoher Energie aufgeschmolzen Dadurch entsteht ein tiefer und schmaler Einbrand. Der Plasma-Lichtbogen und das Schweißbad werden durch ein durch den Brenner zugeführtes Schutzgas geschützt.


Das Plasma-Lichtbogenschweißverfahren kann manuell für geringe Schweißströme eingesetzt werden (~15 A – Mikroplasma), wird aber häufiger in automatischen Anwendungen für hochwertige Arbeiten bei der Rohr- und Behälterherstellung genutzt.
Ein Zusatzwerkstoff ist nicht zwingend erforderlich, insbesondere bei Wurzelnähten, erhöht aber die Produktivität bei großen Schweißnähten.

MIG-MAG-Anlage für das Schweißen von unlegiertem Stahl

MIG/MAG-Schweißanlagen bestehen aus einer Stromquelle für die Stromversorgung, einem Drahtvorschubgerät (integriert oder getrennt), einem Schweißbrenner oder einer Schweißpistole und einem Gerät für die Zuführung von Schutzgas.
Bei der Stromquelle sind verschiedene Technologien erhältlich: stufengeschaltete Transformatoren (CITOLINE und CITOMIG) oder Wechselrichter mit digitaler Steuerung (CITOSTEEL, CITOPULS und CITOWAVE). Moderne MIG-MAG-Stromquellen nutzen digital gesteuerte Wechselrichter, um kostengünstige Lösungen und hohe Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten (geringeres Gewicht, sehr stabiler Schweißstrom …).

Diese Stromquellen verfügen über die gängigen Tropfenübergangsarten (Tropfen, Kurzschluss, Spray und Puls-Spray) sowie über weiterentwickelte und von Oerlikon patentierte Modi:

  • Speed Short Arc (SSA) erhöht die Schweißgeschwindigkeit, verringert den Verzug des Blechs, ermöglicht Arbeiten in Zwangspositionen und verbessert die allgemeine Qualität der Schweißnähte
     
  • High Penetration Speed, (HPS) erhöht die Produktivität des MIG/MAG-Verfahrens um 50 % durch: eine Verringerung der Lagen im Vergleich zum klassischen Sprühlichtbogen – Schweißen in engen Spalten mit spitzen Winkeln und langem Stickout  – Verringerung von Verzug und Wärmeeinflusszone

Zusatzwerkstoffe für das MIG-MAG - Schweißen von unlegiertem Stahl

Schweißzusatzwerkstoffe. CARBOFIL, CARBOFIL 1 und CARBOFIL 1A sind die Oerlikon Handelsbezeichnungen des Massivdrahtes für das Schweißen unlegierter Stähle. Die Drahtdurchmesser reichen von 0,6 bis 1,6 mm. Der Draht wird für die meisten manuellen Anwendungen auf Spulen und für automatische und robotische Anwendungen in Großverpackungen (Fässern) ausgeliefert. Die Auswahl des Zusatzwerkstoffes basiert auf dem zu schweißenden Grundwerkstoff.

 

CARBOFIL GOLD ist ein Massivdraht mit spezieller Beschichtung, die für eine ausgezeichnete Lichtbogenstabilität, geringe Spritzerbildung, exzellente Fördereigenschaften und einen geringen Verschleiß der Kontaktrohre sorgt.


CARBOFIL GOLD ist die perfekte Lösung für den Automobilbau und das Transportwesen, Rohrwerke, , bei denen sehr zuverlässige Schweißzusatzwerkstoffe für den reibungslosen Schweißbetrieb benötigt werden.

Fülldrahtschweißen (Flux-Cored Arc, FCA) von unlegiertem Stahl

Das Fülldrahtschweißen ist eine Variante des MIG/MAG-Verfahrens, bei dem die Drahtelektrode durch einen mit Pulver gefüllten Röhrchendraht ersetzt wird.
Die wichtigsten Vorteile sind die Verarbeitungseigenschaften in allen Positionen, eine hohe Abschmelzleistung und Flexibilität. Der Hauptnachteil ist das erhöhte Entstehen von Schweißrauchgasen.
Fülldrähte werden in verschiedenen Industriesektoren eingesetzt: Automobilbau und Transportwesen, Fertigung, Rohrwerke, Stahlbau.

Die Ausrüstung zum Schweißen mit Fülldrähten ist die gleiche wie beim MIG/MAG - Schweißen.
Der Zusatzwerkstoff ist der - Fülldraht. Oerlikon Handelsbezeichnungen: CITOFLUX und FLUXOFIL gemäß der jeweiligen Technologie, gefalzt oder nahtlos.

Unterpulverschweißanlage und Zusatzwerkstoffe für unlegierten Stahl

Die Anlage für das UP-Schweißen besteht aus:

  • einer (oder mehreren) Stromquellen, die DC- (oder AC-)Schweißstrom mit hoher Stärke bereitstellen,
  • einem Schweißkopf, der Pulver und Elektrode in die Schweißnaht bringt
  • einem Pulversystem für Lagerung und Zufuhr des Pulvers

 

Der Zusatzwerkstoff ist eine Kombination aus:

  • Pulver (erschmolzen oder agglomeriert): eine Mischung aus Fluoriden von Calcium und Oxiden von Aluminium, Titan, Mangan, Magnesium oder Silizium. Das Pulver hat eine  bestimmte Korngröße.
    Der Handelsname im Oerlikon-Sortiment lautet im Allgemeinen OP und die meisten Oerlikon-Pulver sind für das Schweißen von unlegierten Stählen geeignet.
  • einem Massivdraht, der im Oerlikon-Sortiment mit OE bezeichnet wird, oder einem Fülldraht mit der Bezeichnung FLUXOCORD.

Die meistgenutzten Kombinationen für das Schweißen mit unlegierten Stählen sind:
- Mit Massivdraht: OE S1, OE S2, OE S4 oder OE SD3/OP 191, OP 160
- Mit Fülldraht: FLUXOCORD 31 oder 31HD/OP 121TT

Weitere Informationen über das E-Hand-Schweißverfahren

Beim E-Hand- Schweißen (Lichtbogenhandschweißen), nach AWS auch als SMAW (Shielded Metal Arc Welding, Metall-Lichtbogenschweißen) bekannt, dient eine Stahlelektrode mit Pulverummantelung als Zusatzwerkstoff

Der Lichtbogen wird zwischen dem zu fügenden Blech und der Stabelektrode erzeugt. Durch die im Lichtbogen erzeugte Wärme schmelzen Werkstück und Elektrode und es bildet sich das Schweißbad. Der Elektrodemantel schmilzt ebenfalls und bildet einen Gasschutz für das Schweißbad. Im weiteren Verlauf der Schweißung bildet der geschmolzene Mantel eine Schlacke, die entfernt werden muss. Dieses Verfahren stellt eine der ältesten Fügemethoden dar. Einige der großen Nachteile dieses Verfahrens sollten nicht unerwähnt bleiben: Es erzeugt Funken und Rauchgase, eine Reinigung nach dem Schweißen ist unabdingbar, das Verfahren ist verhältnismäßig langsam und erfordert vom Schweißer viel Geschick. Geringe Kosten, Flexibilität, Mobilität und Vielseitigkeit sind die wichtigsten Vorteile dieses Verfahrens.

Weitere Informationen über das WIG- - Schweißen

WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas) bzw. GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) nach AWS

Bei diesem Verfahren entsteht der Lichtbogen zwischen dem Grundwerkstoff und einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode im Schweißbrenners. Am Ansatzpunkt des Lichtbogen schmilzt der Grundwerkstoff. Der Schweißzusatz wird manuell in das Schweißbad eingebracht. Das Schweißbad wird durch ein durch über den Brenner zugeführtes Schutzgas (normalerweise Argon, da Wolfram empfindlich gegenüber Sauerstoff ist) geschützt.

Vorteile dieses Verfahrens sind:   saubere und hochwertige Schweißnähte bei hohem Einbrand, sodass wenig oder keine Nacharbeiten nach dem Schweißen erforderlich sind Der größte Nachteil ist, dass WIG-Schweißen das langsamere Verfahren beim Lichtbogenschweißen ist.
Das Verfahren kann problemlos in Automatisierungsanwendungen genutzt werden.

Weitere Informationen zum MIG-MAG- Schweißen

MIG-MAG-Schweißen (Metall-Inertgas oder Metall-Aktivgas) bzw. GMAW (Gas Metal Arc Welding) nach AWS

Im MIG-MAG-Verfahren entsteht der Lichtbogen zwischen dem Grundwerkstoff und einer fortlaufenden, abschmelzenden Drahtelektrode. Der Zusatzwerktsoff ist ein Elektrodendraht, der durch den Brenner zugeführt wird.
Das eingesetzte Schutzgas schirmt Lichtbogen und das Schweißbad ab. Es können – abhängig vom Aktivgasanteil - verschiedene Gastypen verwendet werden: von argonreichen Gasgemischen Ar-CO2 oder Ar-O2 bis zu reinem CO2 Die Auswahl des Schutzgases hängt von verschiedenen Faktoren und den zu erfüllenden Anforderungen ab.


Das MIG/MAG- verfahren ist das meistgenutzte Verfahren in allen industriellen Anwendungen, da es das schnellste, wirtschaftlichste und produktivste Verfahren ist, das auch von weniger gut ausgebildeten Schweißern durchgeführt werden kann. Die ursprünglichen Nachteile des Verfahrens waren das schlechte Nahtaussehen und Spritzer, doch moderne Stromquellen mit moderneren Tropfenübergangsmodi ermöglichen viel bessere Ergebnisse als in der Vergangenheit.
Das MIG/MAG-Verfahren wird vornehmlich für manuelle Anwendungen eingesetzt, erobert aber auch immer stärker automatische und Roboter -Anwendungen.

Weitere Informationen zum Unterpulverschweißverfahren

Das Unterpulverschweißen (UP) ist ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem der Lichtbogen zwischen dem Grundwerkstoff und einer fortlaufenden Drahtelektrode (Massiv- oder Fülldraht) erzeugt wird.

Der Lichtbogen und das Schweißbad sind vollständig von einer Pulverschicht bedeckt, sodass keine Funken, keine Strahlung und keine Rauchgase entstehen. Das UP-Verfahren wird fast immer in automatischen Anwendungen für Stumpf- oder Kehlnähte für lange Nähte oder dicke Bleche eingesetzt. Der Schweißstrom ist hoch (bis zu 1200 A Eindrahtverfahren im und noch deutlich höher im Mehrdrahtverfahren) und die Abschmelzleistung ist sehr hoch. Es handelt sich um das Lichtbogenschweißverfahren mit der höchsten Produktivität.


Die wichtigsten Vorteile sind ausgezeichnete Schweißnähte, Produktivität und hohe Materialdicke, die einlagig geschweißt werden kann, keine Rauchgase und keine sichtbare Lichtbogenstrahlung. Der größte Nachteil ist die schwere automatische Anlage, die für das Verfahren benötigt wird.
Das Unterpulverschweißverfahren wird in verschiedenen Industriesektoren eingesetzt (Transportwesen (LKW und Eisenbahnwagen …), Herstellung von Rohren und schwere Stahlbauarbeiten).