Schweißtechnologien werden typischerweise in Massiv- und Schmelzschweißen unterschieden. Sowohl das Plasmaschweißen als auch das Laserschweißen sind Formen des Schmelzschweißens.
Bevor wir uns mit den einzelnen Schweißarten befassen, wollen wir uns einige andere Schweißarten ansehen.
Arten des Schweißens
Je nachdem, welches Metall Sie verwenden und welche Funktion es erfüllen soll, können Sie aus mehreren Schweißarten wählen. Einige werden einen schwachen Job machen, während andere zu solide sein werden.
Das Schweißen wird in Abhängigkeit von vielen Faktoren wie Heizmethode, Wärmequelle und Art der Elektrode in verschiedene Arten eingeteilt. Einige der häufigsten Arten werden im Folgenden besprochen.
1) Gasschweißen
Bei dieser Art des Schweißens wird Gas verwendet, um Hitze oder Flammen zu erzeugen. Das Gasschweißen ist vorzuziehen, da die Wärmetemperatur einfach durch Ändern der Gasmenge gesteuert werden kann.
2) Festkörperschweißen
Wie der Name schon sagt, findet der Schweißprozess statt, während das Metall noch in seinem festen Zustand ist. Das bedeutet, dass die Metalle bei Temperaturen unterhalb ihres Schmelzpunktes geschweißt werden.
3) Widerstandspunktschweißen
Strom wird durch die Objekte geleitet, um Wärme zu erzeugen, die zum Zusammenschweißen von Metallen verwendet wird. Der durch das Metall fließende Strom erzeugt einen Widerstand, der wiederum Wärme erzeugt.
4) Lichtbogenschweißen
Das Lichtbogenschweißen erfolgt mit einer Elektrode. Es wird so genannt wegen des Lichtbogens, der aus der Elektrode kommt. Dieser Lichtbogen dient zur Wärmeerzeugung.
5) Neueres Schweißen
Wärme kann auch durch Reibung erzeugt werden. Bei dieser Art des Schweißens kollidieren Metalle, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen. Die dabei entstehende Wärme wird zum Schweißen genutzt.
Lichtbogen-Plasma-Schweißen (PAW)
Das Plasmalichtbogenschweißverfahren beinhaltet die Vorteile des Gas- und Lichtbogenschweißens. Daher heißt es Schmelzschweißen. Die Wärmequelle ist der Plasmalichtbogendichtestrahl. Der sanfte Lichtbogen geht von einer Wolframelektrode aus.
Darüber hinaus ist das während des gesamten Prozesses verwendete Gas Argongas, ein Inertgas. Andere Gase wie Stickstoff, Helium oder ein Gemisch werden ebenfalls verwendet.
Merkmale des Lichtbogen-Plasma-Schweißens
- Höhere Schweißgeschwindigkeit – Sie sind in wenigen Minuten fertig.
- Präzision – Sie können es für detaillierte und dünne Materialien verwenden.
- Es ist hochporös und stark genug, um 10–12 mm dickes Metall zu durchdringen.
- Formänderung – Objekte werden während des Schweißvorgangs nicht verformt
- Verwendung im Freien – Sie können es im Innenbereich verwenden.
Anwendung des Plasmalichtbogenschweißens
Plasmaschweißen wird häufig in Feuerfestmaterialien und industriellen Prozessen eingesetzt. Aufgrund seiner Präzision und Durchschlagskraft wird es bei der Herstellung und Herstellung verschiedenster Produkte eingesetzt.
Flugzeugteile und Waffenschalen werden mit dieser Art des Schweißens hergestellt. Stahl, Kupfer, Titan und deren Legierungen werden mit PAW geschweißt.
Grundlagen von PAW
PAW ist ein Lichtbogenschweißverfahren mit nicht abschmelzenden Elektroden aus Wolfram. Der Hauptunterschied zwischen beiden Schweißverfahren bestand darin, dass beim PAW die Elektroden in eine Düse eingeführt werden, wodurch ein Lichtbogen eingeschnürt wird. Plasmagase werden innerhalb der Verengungsdüse ionisiert und treten schnell und effektiv aus der Düse aus. Es kann nicht ausreichend mit Plasmagas geschützt werden, indem es das Gas absorbiert, und liefert daher Schutzgas um eine Plasmasäule wie das GTAW-Verfahren. Die Strömungsgeschwindigkeit für das Plasmagas ist viel niedriger als die des Schutzgases, um die Reibung zu minimieren.
Plasmalichtbogenschweißverfahren
Sehen wir uns nun an, wie der Schweißprozess in PAW durchgeführt wird
Wenn das Gas durch einen erhitzten Lichtbogen strömt, dehnt es sich aus. Dann wird es durch eine wassergekühlte Düse geleitet. Dadurch wird das Gas komprimiert. Die kontinuierliche Dissoziation und Kompression erzeugen einen Plasmalichtbogen.
Vorteile des Plasmalichtbogenschweißens
- Plasmaschweißen kostet viel weniger als andere Arten, wenn man die benötigten Werkzeuge mit hoher Energiedichte berücksichtigt.
- Der Plasmalichtbogen wird eingeschnürt. Der größere Durchmesser der Säule macht dies jedoch wieder wett. Durch Plasmaschweißen lassen sich Lücken leichter verbinden und Ausrichtungen korrigieren.
- Auch das Einbringen eines Schweißzusatzes ist beim Plasmaschweißen einfacher.
- Sie können beim Plasmaschweißen selbst bei einem niedrigen Schweißstrom eine Lichtbogenkonstanz erzielen. Sie müssen keinen Gas-Wolfram-Lichtbogen verwenden.
- Beim Plasmalichtbogenschweißen wird ein geringerer Schweißstrom verwendet. Dies ermöglicht genaue und detaillierte Schweißanwendungen.
- Ein höherer Schweißstrom sorgt jedoch für einen längeren Lichtbogen. Dies ist besonders hilfreich beim Einbringen von metallischen Zusatzwerkstoffen beim manuellen Schweißen.
- Mit Plasmaschweißen können Sie tiefe Schweißnähte erzeugen. Dies kann das Risiko einer Winkelverzerrung verringern.
Nachteile des Plasmalichtbogenschweißens
- Beim Plasmaschweißen wird viel Wärme verbraucht. Dies kann zu Wärmeeinflusszonen und ausgedehnteren Schweißnähten führen. Am Ende erhalten Sie verzerrte Ausgabeobjekte.
- Obwohl das Plasmaschweißverfahren vergleichsweise günstig ist, sind die verwendeten Werkzeuge recht teuer. Denn sie sind aufwendig konstruiert, um dünne Materialien zu schweißen.
- Wasser wird ständig benötigt, um das Gas zu komprimieren. Dies führt zu einem kleinen Plasmalichtbogen.
- Ein kleinerer Lichtbogen eignet sich nicht zum Verbinden von Lücken. Das herkömmliche Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen kann hier bessere Ergebnisse erzielen.
Laserstrahlschweißen
Beim Laser-Elektronenstrahlschweißen wird ein Laserstrahl mit hoher Energiedichte emittiert. Der Strahl ist die Wärmequelle für den Schweißprozess.
Für dieses Schweißverfahren können zwei Arten von Strahlen verwendet werden: gepulste Lasersysteme oder kontinuierliche Lasersysteme.
Wenn eine geringere Leistung verwendet wird, spricht man von Wärmeleitungsschweißen. Beim Laser-Bottomless-Schweißen ist die Stromzufuhr so hoch, dass man Löcher in Metall bohren kann.
Merkmale des Laserstrahlschweißens
- Es ist auch eine Form des Schmelzschweißens.
- Reflektierendes Material kann den Elektronenstrahl auf die exakte Position projizieren.
- Das gepulste Laserstrahlschweißen erfordert keine Armkraft. Inertgas wird in kontinuierlicher Versorgung benötigt; Andernfalls reagiert das Metall mit der Luft.
- Das Laserstrahlschweißen wird in Verbindung mit anderen Schweißarten, hauptsächlich MIG, eingesetzt. Dies ist eine ideale Lösung, wenn eine tiefere Eindringtiefe bei geringer Leistungsaufnahme erforderlich ist und umfassendere Schweißverbindungen entstehen.
Anwendung des Laserstrahlschweißens
Laserschweißen ist eine moderne Erfindung, die von Herstellern in verschiedenen Branchen übernommen wurde. Es wird bei der Herstellung von Schiffen, Autos, Haushaltsgeräten, Smartphones, Flugzeugen und vielen anderen Anwendungen eingesetzt.
Die Vielfalt seiner Anwendungen und Erfolge ist auf seine schnelle Präzision und hohe Schweißgeschwindigkeit zurückzuführen.
Laserstrahlschweißverfahren
Der Prozess ähnelt dem des Elektronenstrahlschweißens. Wenn der Laser mit hoher Leistung projiziert wird, schmilzt das Metall und verdampft und hinterlässt Löcher. Das Loch wird mit Hitze und dem Dampf des verdampften Metalls gefüllt.
Innerhalb des Lochs wird Druck erzeugt, wodurch das geschmolzene Metall in das Loch fließt. Beim Erstarren des flüssigen Metalls entsteht eine Schweißnaht.
Es kann auch im Innenbereich durchgeführt werden. Die Laserschweißsysteme sind nicht sperrig oder kompliziert zu bedienen.
Vorteile des Laserstrahlschweißens
Angesichts der sich ständig weiterentwickelnden Technologie von Laserstrahlen bietet die Wahl dieses Schweißverfahrens gegenüber anderen viele Vorteile.
Laserstrahlen werden nur am Schweißpunkt projiziert. Dies liegt daran, dass sie eine hohe Leistungsdichte haben, was zu einer konzentrierten Wärmequelle führt. Bei herkömmlichen Schweißverfahren gelangt die aufgebrachte Wärme in die Umgebung und wird dadurch zu einer Wärmeeinflusszone.
Dies führt zu Verzerrungen und Biegungen im Material. Das Laserstrahlschweißen hat jedoch nahezu keine negativen Auswirkungen auf das Material.
Aufgrund des durch das Schweißen verursachten Verzugs ist es erforderlich, das Material nach dem Schweißen zu schleifen oder zu schleifen. Das Laserstrahlschweißen hinterlässt in diesem Punkt eine saubere Schweißnaht, die keine zusätzlichen Behandlungen für ein besseres Aussehen erfordert. Es spart auch Kosten.
Laser sind zweifellos schneller als alle anderen Schweißarten. Das bedeutet höhere Produktivität und höhere Gewinne für die Hersteller.
Laserschweißen hat unbegrenzte Anwendungsmöglichkeiten. Es wird von Automobil- und anderen Transportherstellern, Schmuckherstellern, der pharmazeutischen Industrie, Smartphone-Herstellern und vielen mehr verwendet.
Nachteile des Laserstrahlschweißens
Im Vergleich zu anderen Schweißarten hat der Laser nur wenige Nachteile. Da die Lasertechnologie so fortschrittlich ist, kostet sie viel mehr als ältere Technologien.
Angesichts der Produktivität und Effizienz könnte sich die Investition jedoch für Sie lohnen. Ein Laserstrahl ist präzise und lokalisiert.
Dies kann beispielsweise zu Problemen führen, wenn das Werkstück falsch eingestellt ist. Achten Sie beim Einsatz von Laserschweißsystemen auf die Einhaltung aller Qualitätsstandards.
Ähnlichkeiten zwischen Plasmalichtbogenschweißen und Laserstrahlschweißen
Sowohl das Plasmaschweißen als auch das Laserschweißen sind Arten des Schmelzschweißens. Bei beiden Schweißverfahren wird der Zusatzwerkstoff in den Lichtbogen eingebracht. Der Lichtbogen befindet sich in der Mitte der Elektrode und des zu schweißenden Metalls. Bei einigen Schweißarten ist der Zusatzwerkstoff selbst der Lichtbogen.
Beide Verfahren sind ohne die Hilfe einer Schweißmaschine nicht durchführbar. Und beide Schweißverfahren können tiefe Schweißnähte und Durchdringungen liefern.
Unterschiede zwischen Plasmaschweißen und Laserstrahlschweißen
Um einen Bereich zu schweißen, wird ein hochintensiver Laserstrahl nur auf den lokalisierten Punkt projiziert. Der Strahl erzeugt Wärme. Bei PAW erzeugt ein Plasmastrahl hoher Dichte Wärme. Hitze ist das, was zu geschmolzenen Metallen führt. Die geschmolzenen Metalle füllen den Spalt oder stellen eine Verbindung zwischen zwei Materialien her.
Wenn Sie eine Schmelzschweißung benötigen, kann die Lasertechnologie in Zusammenarbeit mit dem MIG-Schweißen verwendet werden. Es besteht keine Notwendigkeit, das Plasmaschweißen mit anderen Schweißarten zu verwenden. Es kann bei geringerer Leistungsaufnahme tief in das Metall schweißen.
Eine ständige Versorgung mit inertem Wolframgas ist erforderlich. Falls Wolfram nicht verfügbar ist, kann auch ein anderes Gas verwendet werden. In der PAW bildet Inertgas eine Schutzgashülle um das Schmelzbad.
Es kann auch im Innenbereich verwendet werden. Es sind keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen oder eine Laborumgebung erforderlich. Allerdings muss PAW in einer Umgebung durchgeführt werden, die den Sicherheitsstandards entspricht.
Wie unterscheiden sich PAW und LBW vom herkömmlichen Schweißen?
Bei anderen Schweißverfahren, beispielsweise dem Festkörperschweißen, kommt es zu keinem Aufschmelzen. Bei beiden Verfahren schmilzt das Metall jedoch und bildet ein Zusatzmetall. Sowohl bei PAW als auch bei LBW ist Wärme die Energiequelle. Bei einigen Schweißverfahren wird Druck ausgeübt, um Materialien zu verbinden.
Die Eigenschaften der Metalle verändern sich nach dem Schweißen durch Hitze drastisch. Bei anderen Arten, bei denen keine Wärme angewendet wird, gibt es nur wenige geringfügige Änderungen. Auch hier kann es durch die Hitzeeinwirkung dazu kommen, dass das Material seine Form verliert. Beim Festkörperschweißen kommt es jedoch zu keiner Verformung.
Es gibt auch einige Ähnlichkeiten in diesen Schweißstilen. Alle Schweißverfahren führen zu einer dauerhaften Schweißnaht. Bei allen Verfahren entsteht durch eine Schweißraupe eine dauerhafte Verbindung.
Schlussfolgerung
Es gibt keine Schweißart, die besser ist als jede andere. Menschen verwenden auch Mikroplasma-Schweißsysteme. Je nach Anwendung können Sie mit allen Arten des Schweißens eine starke Schweißnaht erhalten, selbst wenn es sich um das Schweißen von Kohlenstoffstahl handelt.
Die Laserstrahltechnologie hat die Industrie jedoch überrascht. Mit ihren unbegrenzten Einsatzmöglichkeiten und der schnellen Präzision ist sie zweifellos die wettbewerbsfähigste Schweißtechnologie aller Zeiten.
Was ist besser: Pfotenschweißen oder Laserschweißen?
Laserschweißen und Pfotenschweißen sind beide Formen des Schmelzschweißens. Jedes hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Das Pfotenschweißen bietet eine höhere Genauigkeit, Geschwindigkeit und eine ausreichende Durchdringungsstärke für feuerbeständige Materialien und den Einsatz in der Industrie. Das Laserschweißen kann mit anderen Schweißarten kombiniert werden, wobei weniger Leistung benötigt wird, um eine tiefere Eindringung zu erreichen und vollständigere Schweißnähte zu erzeugen. Es wird bei der Herstellung von Haushaltsgeräten und Smartphones verwendet.
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