ZU DEN KURSEN!

Werkstofftechnik 2 - Strahlenschweißen

Kursangebot | Werkstofftechnik 2 | Strahlenschweißen

Werkstofftechnik 2

Strahlenschweißen

Zu den StrahlenSchweißverfahren werden Verfahren gezählt bei denen Elektronen-Laser-, oder Plasmastrahlen zum Einsatz kommen. Alle Verfahren haben gemein, dass Ströme zu Strahlen sehr hoher Energiedichte gebündelt werden. Durch die Bündelung wird auch die Schweißwärme fokussiert und der Wärmeenergiebedarf fällt entsprechend gering aus. Folglich fällt auch die Schweißnaht wünschenswert schmal aus, weshalb auch MikroSchweißen möglich ist. 

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Die Strahlbündelung erlaubt ein sicheres Schweißen mit geringem Energieeinsatz.

Plasmaschweißen

Das Plasmaschweißen ist ein Schweißverfahren, welches einer Weiterentwicklung des WIG [Wolfram-Inertgas]-Schweißens entspricht. Von einer Wolframkathode aus wird durch einen wassergekühlten inneren Düsenkörper aus Kupfer Argon in den Brenner geleitet. Dadurch entwickelt sich das Gas zu einem Plasma im Lichtbogen. Durch die enge Geometrie des Düsenaustritts wird das Plasma stark beschleunigt. Das Schutzgas wird dem Prozess über das äußere Brennergehäuse zugeführt. Die besonderheit beim Plasmaschweißen ist, dass ein Hauptlichtbogen und ein Hilfslichtbogen benötigt werden. Der Hauptlichtbogen brennt zwischen Kathode und Werkstück. Der Hilfslichtbogen brennt hingegen zwischen der Kathode und der Plasmadüse und ionisiert das durchströmende Argon. Nähert sich der Plasmastrahl dem Werkstück so entzündet sich auch der Hauptlichtbogen und der Schweißprozess beginnt. 

Elektronenstrahlschweißen

Bei dieser Verfahrensart werden Elektronenstrahlen mit Hochspannung in die Prozesszone eingebracht. Die Strahlen werden im Hochvakuum erzeugt und durch elektrische oder magnetische Felder fokussiert und gelenkt. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer Elektronenkanone.

Prallen nun die Elektronen auf das Werkstück so wird ein Großteil der kinetische Energie in Form von Wärme frei und der Schweißvorgang kann durchgeführt werden.

Die Vorteile dieser Verfahrensart sind nachfolgend aufgeführt:

  • Schweißnähte sind schmal und tief
  • geringe Wärmeeinflusszone
  • keine Aufnahme von Wasserstoff, Sauerstoff oder Stickstoff selbst bei sehr reaktiven Metallen. 
  • hohe Schweißgeschwindigkeiten
  • Mikroschweißungen sind möglich

Laserstrahlschweißen

Gegenüber dem Elektronenstrahlverfahren hat diese Verfahren den besonderen Vorteil, dass der Laserstrahl ohne nennenswerte Energieverluste über höhere Distanzen geführt werden kann und somit eine Anwendung auch ohne Vakuum möglich ist. Bei dem Laserstrahl handelt es sich um einen energiereichen Strahl aus kohärentem Licht. Unter kohärentem Licht versteht man Licht gleicher Wellenlänge, Richtung und Phase. Dabei wird die Energie des Strahl mit einer Fokussierungslinse gebündelt, wodurch sich sehr hohe Energiedichten ergeben, so wie bei einem beschleunigten Elektronenstrahl. 

Derzeit werden drei Arten von Lasern zum Schweißen eingesetzt:

  • $ CO_2 $- Gaslaser
  • YAG-Festkörperlaser
  • Excimer -Gaslaser

Mit diesem Kurstext schließen die Schweißverfahren ab und es werden als Nächstes die Lötverfahren vorgestellt.