Zu den derzeit am häufigsten verwendeten Methoden zum Schweißen von Stahlrohren gehören Metalllichtbogenschweißen (SMAW), Unterpulverschweißen (SAW), Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW), Gas-Metalllichtbogenschweißen (GMAW) und Fülldrahtschweißen (FCAW). und Abwärtsschweißen.
(1) Die Vorteile des Metalllichtbogenschweißens sind einfache Ausrüstung, geringes Gewicht und flexibler Betrieb. Es eignet sich zum Schweißen von Kurznähten im Wartungs- und Montagebereich, insbesondere zum Schweißen an schwer zugänglichen Stellen. Die Nachteile sind hohe technische Anforderungen an Schweißer, hohe Schweißerschulungskosten, schlechte Arbeitsbedingungen, geringe Produktionseffizienz und Ungeeignetheit zum Schweißen von Spezialmetallen und dünnen Blechen. Das Metalllichtbogenschweißen mit entsprechenden Elektroden kann zum Schweißen der meisten industriellen Kohlenstoffstähle, rostfreien Stähle, Gusseisen, Kupfer, Aluminium, Nickel und deren Legierungen verwendet werden.
(2) Beim Unterpulverschweißen kann ein größerer Strom verwendet werden. Unter der Einwirkung der Lichtbogenwärme schmilzt ein Teil des Flussmittels zu Schlacke und reagiert in der Flüssigmetallurgie mit flüssigem Metall. Der andere Teil der Schlacke schwimmt auf der Oberfläche des Metallbeckens. Einerseits kann es das Schweißgut schützen, Luftverschmutzung verhindern und physikalische und chemische Reaktionen mit dem geschmolzenen Metall hervorrufen, um die Zusammensetzung und Eigenschaften des Schweißguts zu verbessern. Andererseits kann es das Schweißgut auch langsam abkühlen, um Defekte wie Risse und Poren zu verhindern. Seine Vorteile gegenüber dem Lichtbogenschweißen sind eine hohe Schweißqualität, eine schnelle Schweißgeschwindigkeit und gute Arbeitsbedingungen. Daher eignet es sich besonders zum Schweißen von geraden Nähten und Umfangsnähten großer Werkstücke, wobei meist maschinelles Schweißen eingesetzt wird. Der Nachteil besteht darin, dass es im Allgemeinen nur zum Schweißen von Flachnähten und Winkelnähten geeignet ist. Beim Schweißen in anderen Positionen sind spezielle Vorrichtungen erforderlich, um sicherzustellen, dass das Flussmittel den Schweißbereich bedeckt und verhindert, dass geschmolzenes Metall aus dem Schweißbad austritt. Die relative Position des Lichtbogens und der Nut kann während des Schweißens nicht direkt beobachtet werden und es ist ein automatisches Schweißverfolgungssystem erforderlich, um sicherzustellen, dass der Schweißbrenner ohne Schweißabweichung auf die Schweißnaht ausgerichtet ist. Der Strom ist groß, die elektrische Feldstärke des Lichtbogens ist hoch, und wenn der Strom weniger als 100 A beträgt, ist die Lichtbogenstabilität schlecht und es ist nicht zum Schweißen dünner Teile mit einer Dicke von weniger als 1 mm geeignet. Das Unterpulverschweißen wird häufig beim Schweißen von Kohlenstoffstahl, niedriglegiertem Baustahl und Edelstahl eingesetzt. Da Schlacke die Abkühlgeschwindigkeit der Schweißverbindung verringern kann, können einige hochfeste Baustähle und Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt auch durch Unterpulverschweißen geschweißt werden.
(3) Das Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen ist eine hervorragende Methode zum Verbinden dünner Bleche und zum Basisschweißen, da sich der Wärmeeintrag gut steuern lässt. Dieses Verfahren kann zum Schweißen fast aller Metalle verwendet werden, insbesondere zum Trockenschweißen von Metallen, die feuerfeste Oxide bilden können, wie Aluminium und Magnesium, sowie von aktiven Metallen wie Titan und Berkelium: Dieses Schweißverfahren weist eine hohe Schweißqualität auf, ist jedoch im Vergleich zu Beim anderen Lichtbogenschweißen ist die Schweißgeschwindigkeit langsamer, die Produktionskosten sind höher und es wird stärker vom umgebenden Luftstrom beeinflusst, sodass es für den Betrieb im Freien ungeeignet ist.
(4) Beim Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen werden üblicherweise Argon, Helium, Kohlendioxid oder eine Mischung dieser Gase verwendet. Bei Verwendung von Argon oder Stickstoff als Schutzgas spricht man von Metall-Inertgas-Schutzgasschweißen (international auch MIG-Schweißen); Wenn als Schutzgas eine Mischung aus Inertgas und oxidierendem Gas (O2, CO2) oder als Schutzgas eine Mischung aus C02 und C02+O2 verwendet wird, wird dies international zusammenfassend als Metall-Aktivgas-Schutzgasschweißen bezeichnet (auch MAG-Schweißen genannt). Der Hauptvorteil des Metall-Aktivgas-Schutzgasschweißens besteht darin, dass es problemlos in verschiedenen Positionen geschweißt werden kann und außerdem die Vorteile einer schnellen Schweißgeschwindigkeit und einer hohen Abschmelzleistung bietet. Das Metall-Aktivgas-Schutzgasschweißen kann zum Schweißen der meisten wichtigen Metalle, einschließlich Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl, eingesetzt werden. Das Metall-Schutzgasschweißen eignet sich für Edelstahl, Aluminium, Magnesium, Kupfer, Titan, Zirkonium und Nickellegierungen. Dieses Verfahren kann zum Lichtbogenpunktschweißen verwendet werden.
(5) Das Fülldrahtschweißen kann als eine Art Metall-Aktivgas-Schutzgasschweißen betrachtet werden. Der verwendete Schweißdraht ist mit Flussmittel gefüllt und der Kern des Schweißdrahtes ist mit Flussmittelpulver aus verschiedenen Komponenten gefüllt. Beim Schweißen wird ein externes Schutzgas, hauptsächlich CO2-Gas, hinzugefügt. Das Pulver zersetzt oder schmilzt unter Hitze und spielt dabei die Rolle der Vergasung und Schlackenbildung, um das Schmelzbad zu schützen, die Legierung zu infiltrieren und den Lichtbogen zu stabilisieren. Wenn das Fülldrahtschweißen ohne zusätzliches Schutzgas durchgeführt wird, spricht man vom selbstgeschützten Fülldrahtschweißen. Dabei wird das bei der Pulverzersetzung entstehende Gas als Schutzgas verwendet. Die Änderung der Trockenauszugslänge des Schweißdrahtes hat bei diesem Schweißverfahren keinen Einfluss auf die Schutzwirkung und kann relativ groß variieren. Das Fülldrahtschweißen bietet folgende Vorteile: gute Schweißprozessleistung und schöne Schweißnahtform; schnelle Abscheidungsgeschwindigkeit und hohe Produktivität sowie kontinuierliches automatisches und halbautomatisches Schweißen können durchgeführt werden; Das Legierungssystem lässt sich leicht anpassen und die chemische Zusammensetzung des abgeschiedenen Metalls kann auf zwei Arten angepasst werden: durch die Metallhülle und den Flussmittelkern; geringer Energieverbrauch; und niedrige Gesamtkosten. Die Nachteile sind komplexe Fertigungsanlagen, hohe Anforderungen an die Herstellungsprozesstechnik, hohe Anforderungen an die Lagerung von Fülldraht und die leichte Anfälligkeit des Drahtes durch Feuchtigkeit. Das Fülldrahtschweißen kann zum Schweißen der meisten Eisenmetalle unterschiedlicher Dicke und verschiedener Verbindungen eingesetzt werden.
(6) Das Abwärtsschweißen ist ein aus dem Ausland eingeführtes Verfahren, das zum Umfangsnahtschweißen von Stahlrohren geeignet ist. Dabei handelt es sich um einen Prozess, bei dem ein Lichtbogen an der Oberseite der Stahlrohrschweißnaht gezündet und nach unten geschweißt wird. Das Abwärtsschweißen bietet die Vorteile einer hohen Produktionseffizienz und einer guten Schweißqualität.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. August 2024