WIG-Schweißen von Edelstahl? Investitionen in drei Bereichen können hilfreich sein

Die Investition in Inverter-Stromquellen, Pulstechnologie und sogar Argon/Wasserstoff-Schutzgasmischungen kann WIG-Schweißern und Ladenbesitzern, die mit Edelstahl arbeiten, kurz- und langfristige Vorteile bringen. Getty Images

Das Schweißen von Edelstahl mit dem Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW), auch bekannt als WIG, wird oft zu einer heiklen Angelegenheit.

Sie sollten Edelstahl, der im Allgemeinen ein empfindlicheres Material ist, nicht zu sehr erhitzen. Daher kommt der Wärmeeinbringung und der Heizberechnung eine große Bedeutung zu.

Hier kommt die Schweißgeschwindigkeit ins Spiel. Je schneller Sie beim WIG-Schweißen von Edelstahl fahren können, desto weniger Zeit verbringen Sie mit dem Schweißen an einem Teil, was sich in einer geringeren Wärmeaufnahme in das umgebende Material niederschlägt.

Durch die Investition in kleinere und tragbare Inverter-Stromquellen, Pulsierung und sogar Argon/Wasserstoff-Schutzgasmischungen können Sie die Wärmezufuhr, die Bewegungsgeschwindigkeit und die Schweißnahteindringung optimieren – wovon WIG-Schweißer und Werkstattbesitzer gleichermaßen profitieren.

Für viele bedeutet die Arbeit an Edelstahl die Arbeit mit Rohrleitungen und Schläuchen an Baustellen wie Hühnerverarbeitungsbetrieben, Wodka-Brennereien, Kleinbrauereien, pharmazeutischen Einrichtungen und anderen.

Ein Großteil der Arbeit kann mittlerweile im eigenen Haus erledigt werden, oft mit größeren Schweißgeräten. Letztendlich müssen Sie sich jedoch bei den meisten Anwendungen an einen Einsatzort begeben, an dem große Transformatormaschinen aufgrund der Eingangsleistungsanforderungen und der Mobilitätslogistik nicht geeignet sind.

„Erstens sind sie extrem schwer“, sagte Andrew Pfaller, Segmentmanager bei Miller Electric. „Aber wenn Sie dann tatsächlich Strom finden, haben Sie dann die richtigen Verbindungen? Müssen Sie das Produkt erneut verknüpfen? Das führt oft zu Problemen.“

Tragbare Wechselrichter-Stromquellen wiegen im Allgemeinen weniger als 50 Pfund – deutlich weniger als eine Transformatormaschine. „So groß wie eine Brotdose“, sagte Pfaller. Die meisten davon werden 150, 160 oder 200 Ampere haben, da Feldarbeiten normalerweise mit 200 Ampere oder weniger durchgeführt werden können.

„Normalerweise können Sie als Einzelperson eine Wechselrichtermaschine alleine auf die Baustelle tragen, ohne einen Gabelstapler zu benutzen oder jemanden beim Heben zu unterstützen ... wenn Sie das mit einer statt mit zwei Personen schaffen, wird das erhebliche Auswirkungen haben Ihre Produktivität und Rentabilität“, sagte er.

Neben der Tragbarkeit ermöglicht die Wechselrichtertechnologie das Pulsen bei höheren Frequenzen. Eine transformatorbasierte Stromquelle erhält typischerweise 10 bis 20 Impulse pro Sekunde. Eine wechselrichterbasierte Stromquelle kann bis zu 500 Impulse pro Sekunde erreichen; einige können sogar 5.000 Impulse pro Sekunde erreichen.

Neben der Tragbarkeit ermöglicht eine Inverter-Stromquelle das Pulsen bei höheren Frequenzen, was letztendlich zu einer besseren Richtungskontrolle und einer Reduzierung der Lichtbogenverzögerung führen kann. Miller Electric

Pfaller sagte, alles, was höher als 100 Impulse pro Sekunde sei, ermögliche eine bessere Richtungskontrolle.

„Wenn Sie versuchen, eine Kehlnaht oder eine Inneneckverbindung oder eine TKY-Verbindung wie bei Rohren herzustellen, können Sie den Lichtbogen auf die gewünschte Stelle richten und schweißen“, sagte er.

„Bei Sanitärrohren und -schläuchen – die häufig in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Molkereiproduktion verwendet werden – handelt es sich ausschließlich um dünnwandigen Edelstahl mit relativ niedrigen Stromstärken. Sie haben aufgrund der Stromstärke nicht so viel Kraft im Lichtbogen. Sie müssen dies durch die Lichtbogenstabilitätspulsierung ergänzen.“

Die Verwendung eines Impulsgebers trägt dazu bei, die „Lichtbogenverzögerung“ zu reduzieren, wenn der Schweißlichtbogen überall dort zurückbleibt, wo die Elektrode ausgerichtet ist und wo sich tatsächlich die Pfütze bildet.

„Es ist vielleicht eine schlechte Art, es zu beschreiben, aber es ist fast so, als wäre man betrunken. „Ihr Gehirn denkt etwas, aber Ihr Körper hinkt mit seiner Reaktion hinterher“, sagte Pfaller. „Das Material in diesen Nickellegierungen verhält sich ähnlich, da es langsam auf Ihre Eingaben reagiert.

„Die Verwendung eines Impulsgebers kann zu Pfützenbewegungen führen, was das Ausmaß der Verzögerung und Pfützenverzögerung verringert. Was bedeutet das also für jemanden? Dies kann eine bessere Schweißqualität bedeuten, da die Schweißnaht nun dorthin verläuft, wo sie hin soll. Sie können höhere Reisegeschwindigkeiten erreichen, weil sie jetzt nicht darauf warten müssen, dass die Pfütze sie einholt.“

Durch das Pulsieren wird der Wärmeeintrag der Schweißnaht verringert, wodurch sich die Verformung verringern lässt. Als Faustregel gilt, dass Stähle beim Erstarren um etwa 10 % schrumpfen, sagte Pfaller.

„Wenn Sie eine Schweißverbindung haben und eine Schweißpfütze erzeugen, die viel größer ist als nötig, schrumpft diese Schweißpfütze, und wenn sie sich verfestigt, kommt es zu übermäßiger Verformung“, sagte er. „Diese Verformung führt oft zu einer Art Nacharbeit oder Richtprozess, der nicht berücksichtigt wurde. Unternehmen verbringen viel Zeit damit, Dinge nach dem Schweißen zu reparieren oder zu richten, bevor sie mit den nachfolgenden Arbeiten fortfahren können.“

In der Vergangenheit verwendeten WIG-Schweißer bei der Arbeit mit Edelstahl Argon als Schutzgas. Bei bestimmten Anwendungen, wie dem Schweißen dünnwandiger Rohre, sind einige jedoch auf eine Wasserstoffmischung mit niedrigem Prozentsatz umgestiegen. In diesem Szenario werden etwa 1 bis 2 % Wasserstoff mit Argon vermischt.

Pfaller sagte, er habe einen zunehmenden Einsatz der Schutzgasmischung Argon/Wasserstoff beobachtet. Diese Mischung erzeugt mehr Wärme, um das Schweißdurchdringungsprofil zu verändern.

„Leute, die Sanitärrohre oder dünnwandige Rohre herstellen, verwenden eher eine quadratische Stoßverbindung als eine Abschrägung am Rohr. Anschließend verwenden sie ein mit Wasserstoff vermischtes Schutzgas und erhalten eine zusätzliche Durchdringung, um diese Verbindungsvorbereitung im Wesentlichen zu eliminieren“, sagte er.

Diese Mischung sollte nur mit Edelstahllegierungen verwendet werden, fügte er hinzu.

Im Gegensatz zu Helium, das derzeit mit einem Versorgungsengpass konfrontiert ist, stellen Wasserstoff- und Argonvorräte aufgrund ihrer relativen Häufigkeit in der Atmosphäre kein Problem dar.

Einige Unternehmen haben sich dafür entschieden, es selbst zu mischen, sagte Pfaller. Er forderte die Geschäfte auf, dies angesichts der Entflammbarkeit der Mischung in höheren Konzentrationen sorgfältig zu überdenken.

„Wer es selbst mischen möchte, muss die notwendigen Vorkehrungen treffen, um sicherzustellen, dass der Prozentsatz in der Schutzgasmischung sehr niedrig bleibt“, sagte er. „Es kann zu Sicherheitsbedenken und Vorsichtsmaßnahmen führen, die getroffen werden müssen, wenn man das Gas selbst mischt, anstatt eine vorgemischte Mischung von einem Gaslieferanten zu beziehen.“ Dazu kann ihr Schutzgaslieferant einige Hinweise und Richtlinien geben.“

Letztendlich werden Änderungen in diesen Bereichen finanziell mehr Vorteile bringen als die Suche nach Einsparungen bei den Verbrauchsmaterialbudgets oder beim Austausch des WIG-Brennerbechers, sagte Pfaller.

Viele der Leute, mit denen Pfaller spricht, nehmen keine Änderungen vor, weil das Schweißen etwa 10 % des Geschäftsbetriebs in ihren Werkstätten ausmacht. Wenn sich die Schweißgeschwindigkeit um 10 % verbessert, entspricht das einer Einsparung von etwa 1 % im Gesamtbetrieb.

Zu den Vorteilen, die sich aus der Umstellung auf wechselrichterbasierte Stromquellen und Pulsierung ergeben, gehören die Eliminierung nicht wertschöpfender Arbeiten, die Verwendung eines aggressiveren Verbindungsprofils, die Eliminierung von Abschrägungen an Rohren und die Erzielung einer vollständigen Durchdringung einer quadratischen Stoßverbindung.

„Ein Unternehmen verbringt den größten Teil seiner Zeit mit der Schweißvorbereitung und den Nacharbeiten und Vorgängen nach dem Schweißen“, sagte Pfaller.

„Durch den Einsatz von Dingen wie Gleichstromimpulsen können Sie jetzt einige dieser anderen schweißbezogenen Vorgänge reduzieren oder ganz eliminieren. Wenn Sie diese eliminieren können, eliminieren Sie jetzt nicht nur 1 %, sondern 10, 20, 30 % der Vor- und Nachschweißvorgänge des Unternehmens“, sagte er.