Im Vergleich zu einer herkömmlichen WIG-Schweißstromquelle bietet ein WIG-Wechselrichter mit erweiterter Steuerung eine bessere Kontrolle über den Schweißbogen. Dadurch kann der Bediener das Raupenprofil anpassen, das Zünden des Lichtbogens verbessern, die Schweißgeschwindigkeit erhöhen, dünnere Materialien und dünnere Abschnitte besser bearbeiten und weitere Produktionsvorteile nutzen.
Eine herkömmliche Stromquelle verwendet einen Transformator, um Primärstrom mit hoher Spannung und niedriger Amperezahl in den zum Schweißen benötigten Strom mit niedriger Spannung und hoher Amperezahl umzuwandeln. Eine Wechselrichter-Stromquelle nimmt den Eingangsstrom auf, filtert ihn zu Gleichstrom und erhöht mit schnellen Halbleiterschaltern die Frequenz auf 20.000 bis 100.000 Hz und wandelt ihn dann in brauchbaren Schweißstrom um, wobei der Lichtbogen in hohem Maße gesteuert werden kann.
Mit der Wechselrichtertechnologie ist die Möglichkeit gegeben, im Gleichstrombetrieb mit Hochgeschwindigkeits-Pulsen zu arbeiten. Im Wechselstrommodus bietet ein Wechselrichter eine Wellenformgestaltung mit mehr Kontrolle für optimale Ergebnisse. Wir schauen uns die Vorteile an, die diese zusätzlichen Möglichkeiten mit sich bringen, und zeigen, wie man sie nutzen kann. Wir beginnen diese Serie mit dem Pulsschweißen mit Gleichstrom.
Pulsschweißen mit Gleichstrom
Unter Pulsen versteht man das Umschalten von einer Spitzenstromstärke auf eine niedrigere Grundstromstärke. Dieses Verfahren ist bei Eisenmetallen immer dann nützlich, wenn die Wärmezufuhr beim Schweißen minimiert oder der Durchdringungsgrad genau und wiederholt kontrolliert werden muss. Beim Schweißen in Zwangslage kann das Pulsen ein Durchhängen oder Durchfallen des Schweißguts verhindern. Darüber hinaus können dünne Metalle mit weniger Verzug geschweißt werden.
„Bei dünnem Edelstahl verwendet man das Pulsen oft nur, um den Lichtbogen zu verstärken. Anstatt sich auszubreiten, fokussiert das Pulsen den Lichtbogen“, sagt Bob Haye von Bob Haye's Precision Welding, der sich auf den Schweißbedarf der Luftfahrt- und Verteidigungsindustrie spezialisiert hat.
Das Pulsen mit hoher Geschwindigkeit kann auch zu höheren Schweißgeschwindigkeiten führen. Als H.L. Lyons, ein Hersteller von Kühlschranktüren in Louisville, Kentucky, von konventioneller auf Wechselrichter-WIG-Technologie umstieg, konnte er die Schweißzeit halbieren, die Nachbearbeitungszeit um ein Drittel reduzieren und jedem Schweißer die Möglichkeit geben, fast doppelt so viele Produkte pro Schicht zu fertigen.
Herkömmliche Technologien erlauben in der Regel 1 bis 10 PPS. Der übliche Bereich für einen Wechselrichter liegt zwischen 100 und 500 PPS, was eine höhere Durchdringung, Lichtbogenstabilität und Schweißgeschwindigkeit ermöglicht. Fortschrittlichere Wechselrichterstromquellen wie die Miller Dynasty können mit 5.000 PPS pulsen, was die Stabilität weiter verbessert, die Schweißgeschwindigkeit erhöht und bei automatisierten Anwendungen von Vorteil ist.
Bei einigen Wechselrichterstromquellen kann der Benutzer den prozentualen Anteil der Zeit mit Spitzen- und Hintergrundstromstärke einstellen, um die Wärmezufuhr weiter zu steuern und das Aussehen der Schweißraupe zu verbessern. Eine Erhöhung der Spitzenstromzeit erhöht die Fließfähigkeit des Schmelzbades und hilft bei der Feinabstimmung der Durchdringung. Eine gute Ausgangsbasis ist die Einstellung der Spitzenzeit auf 50-60 Prozent jedes Zyklus. Dies kann dann an die jeweilige Anwendung angepasst werden.
Bei einigen Wechselrichtern können Sie die Hintergrundstromstärke einstellen, die sich auf den Wärmeeintrag in das Werkstück auswirkt und dazu beiträgt, die Größe des Schmelzbads und des Lichtbogens zu bestimmen, insbesondere während des Hintergrundteils des Pulszyklus bei niedrigen PPS-Einstellungen. Bei niedrigen Pulsfrequenzen sollte die Hintergrundstromstärke hoch genug sein, um zu verhindern, dass das Schmelzbad erstarrt; es sollte im Durchmesser schrumpfen, aber nicht erstarren. Bei Edelstahl und Kohlenstoffstahl liegt ein guter Ausgangspunkt bei 20-30 % der Spitzenstromstärke.
