Handbuch zum Elektrodenschweißen

beleuchtete die Bögen

Das Schweißen für Anfänger beinhaltet zunächst die Fähigkeit, einen Lichtbogen zu zünden und danach die Elektrode korrekt vom Teil abzureißen. Das Schweiß-Tutorial empfiehlt zwei Möglichkeiten, den Lichtbogen zu starten. Der erste von ihnen wird durch Berühren und der zweite durch Schlagen ausgeführt.

Berühren oder zerkratzen Sie die Oberfläche des zu schweißenden Teils. Dies können Sie zunächst mit einer Elektrode üben, die nicht an das Schweißgerät angeschlossen ist. Die Berührung sollte leicht sein, danach sollte die Elektrode schnell zurückgezogen werden. Das Schlagen erinnert an das bekannte Feuer machen mit Hilfe von Streichhölzern und einer Streichholzschachtel.

Wenn der Lichtbogen durch Berühren gezündet wird, sollte die Elektrode möglichst senkrecht zur Oberfläche gehalten und nur wenige Millimeter angehoben werden. Der schnelle Rückzug ist eine Garantie dafür, dass die Elektrode nicht an der Oberfläche des Werkstücks kleben bleibt. Wenn dieses Problem auftritt, muss die angeklebte Elektrode abgerissen und scharf zur Seite abgelenkt werden.Danach sollte die Zündung des Lichtbogens fortgesetzt werden.

Das Schweißen für Dummies empfiehlt die zweite Methode zum Zünden des Lichtbogens - durch Schlagen. Dazu reicht es aus, die Vorstellungskraft zu nutzen und sich vorzustellen, dass das Schlagen nicht mit einer Elektrode, sondern mit einem gewöhnlichen Streichholz erfolgt. An schwer zugänglichen Stellen ist diese Methode unpraktisch, aber das hat nichts mit Schweißanfängern zu tun, da sie vorerst an einfachen Verbindungen lernen werden.

Sie müssen den Lichtbogen mehrmals zünden, nachdem die Elektrode vollständig durchgebrannt ist, und sie muss durch eine neue ersetzt werden.

Da der Anfangsteil der Naht fertig gestellt wird, müssen beim Wiederzünden einige Regeln beachtet werden. Zunächst muss die Schweißnaht von der Schlacke befreit werden, die sich bei der Arbeit mit der bisherigen Elektrode gebildet hat. Der Lichtbogen soll direkt hinter dem Krater gezündet werden.

Die Schweißvorbereitung ist nicht mit dem Zünden des Lichtbogens abgeschlossen. Dann ist das Schweißbad zu bilden. Dazu muss sich die Elektrode mehrmals um den Punkt drehen, an dem die Naht geschweißt werden soll.

Das Schweißen und ihre Ausbildung beinhalten die Fähigkeit, den Lichtbogen zu halten, nachdem er gezündet wurde. Für ein erfolgreiches Training sollte die Stromstärke am Schweißgerät auf 120 Ampere eingestellt werden. Dies erleichtert nicht nur das Zünden des Lichtbogens, sondern verringert auch die Wahrscheinlichkeit des Erlöschens der Flamme sowie die Kontrolle der Füllung des Schweißbades.

Sie können nachvollziehen, wie die Badsteuerung erfolgen kann, indem Sie den Stromwert schrittweise verringern. In diesem Fall muss der Abstand zwischen dem Ende der Elektrode und dem Teil vergrößert werden, damit es nicht an seiner Oberfläche haftet.

Ein Schweißanfänger sollte darauf vorbereitet sein, dass mit zunehmender Lichtbogenlänge auch Metallspritzer zunehmen. Beim Schweißen nimmt die Länge der verwendeten Elektrode beim Abbrennen immer ab. Um die Größe des Lichtbogens aufrechtzuerhalten, sollte sie daher in einem angemessenen Abstand näher an die Oberfläche des Produkts gebracht werden.

Wenn der Abstand unzureichend wird, erwärmt sich das Metall nicht gut und die Naht wird zu konvex und ihre Kanten bleiben ungeschmolzen.

Dieser Abstand sollte jedoch nicht zu groß gewählt werden, da in diesem Fall eigenartige Sprünge des Bogens auftreten, die zur Bildung einer hässlichen Naht mit unförmiger Form führen.

Um in der Schweißtechnik ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erzielen, muss der richtige Abstand zwischen Elektrode und Werkstück gewählt werden. Es gibt einen Hinweis: Die optimale Länge des Lichtbogens ist seine Größe, die den Durchmesser der Elektrode einschließlich ihrer Beschichtung mit einer Beschichtung nicht überschreitet. Im Durchschnitt entspricht dies drei Millimetern.

Vorbereiten der Arbeit mit dem Wechselrichter

Beim erstmaligen Einschalten sowie beim Versetzen des Schweißinverters an einen neuen Arbeitsplatz ist der Isolationswiderstand zwischen Gehäuse und spannungsführenden Teilen zu prüfen und anschließend das Gehäuse zu erden. Wenn der Wechselrichter längere Zeit in Betrieb war, muss er vor dem Schweißen unbedingt auf Staubansammlung im Innenraum überprüft werden. Bei erhöhter Staubentwicklung alle Leistungsteile und Schweißsteuerungen mit Druckluft mit mäßigem Druck reinigen. Für den ungehinderten Betrieb des Zwangsbelüftungssystems des Geräts muss um dieses herum ein Freiraum in einem Abstand von mindestens einem halben Meter geschaffen werden.Das Kochen mit Inverter-Schweißgeräten in der Nähe von Schleif- und Trennschleifmaschinen ist verboten, da Metallstaub entsteht, der das Netzteil und die Inverter-Elektronik beschädigen kann. Beim Schweißen im Freien muss die Maschine vor direktem Spritzwasser und Sonneneinstrahlung geschützt werden. Der Schweißinverter muss auf einer horizontalen Fläche installiert werden (oder in einem Winkel, der den im Pass angegebenen Wert nicht überschreitet).

Verwendung von Schutzausrüstung

Bei Schweißarbeiten besteht die größte Gefahr in der Wahrscheinlichkeit eines Stromschlags, von Verbrennungen durch herumfliegende Tropfen geschmolzenen Metalls und von Lichteinwirkung auf die Netzhaut des Auges durch die Strahlung eines Lichtbogens. Außerdem sind mechanische Verletzungen und das Einatmen von beim Schweißvorgang freigesetzten Gasen möglich. Daher muss jeder unerfahrene Schweißer, der sich entscheidet, den Schweißinverter zu beherrschen, zusätzlich zum Gerät selbst eine Reihe von persönlicher Schutzausrüstung erwerben und die Sicherheitsvorschriften bei der Durchführung von Schweißarbeiten sorgfältig studieren. Zur Standard-Schutzausrüstung eines Schweißers gehören eine Maske und funkenbeständige Handschuhe sowie Overalls und Schuhe aus nicht brennbaren und nicht verbrauchbaren Materialien. Darüber hinaus kann beim Schweißen mit einem Wechselrichter ein spezielles Atemschutzgerät erforderlich sein und Werkstücke und Nähte müssen mit einer Schutzbrille gereinigt werden.

Drehstrom

In der Industrie wird in der Regel Drehstrom verwendet. Dieser Strom wird mit Drehstromgeneratoren gewonnen.Ein vereinfachtes Gerät für einen Drehstromgenerator ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Die Phasen eines Drehstroms werden üblicherweise mit den ersten drei Buchstaben des lateinischen Alphabets bezeichnet: A, B und C.

Schematisch lässt sich obiges Bild wie folgt darstellen:

In dreiphasigen Wechselstromkreisen werden die mit den Nummern 1, 2 und 3 gekennzeichneten Drähte zu einem Draht zusammengefasst, der als Null oder Neutralleiter bezeichnet wird.

In vollständiger Form sind das Dreiphasen-Stromversorgungsnetzdiagramm und seine Parameter unten dargestellt.

Wie aus der oben gezeigten Abbildung ersichtlich ist, induziert der Rotor während der Drehung eine elektromotorische Kraft (EMK) zuerst in der Spule der Phase A, dann in der Spule der Phase B und dann in der Spule der Phase C. Daher verläuft die Spannung bei die Ausgangsanschlüsse dieser Spulen sind sozusagen in einem Winkel von 120º gegeneinander verschoben.

Energie und Leistung des elektrischen Stroms

Der elektrische Strom, der durch die Leiter fließt, leistet Arbeit, die durch Berechnung der Energie des elektrischen Stroms (Q) geschätzt wird, die in diesem Fall aufgewendet wurde. Sie ist gleich dem Produkt aus Stromstärke (I) und Spannung (U) und der Zeit (t), in der der Strom fließt:

Q=I*U*t

Die Fähigkeit des Stroms, Arbeit zu verrichten, wird durch die Leistung abgeschätzt, die die vom Empfänger empfangene oder von der Stromquelle abgegebene Energie pro Zeiteinheit (pro 1 Sekunde) ist und als Produkt der Stromstärke (I) berechnet wird. und Spannung (U):

P=I*U

Die Maßeinheit der Leistung ist Watt (W) - die Arbeit, die in einem Stromkreis bei einer Stromstärke von 1 A und einer Spannung von 1 V für 1 s verrichtet wird.

In der Technik wird Leistung in größeren Einheiten gemessen: Kilowatt (kW) und Megawatt (MW): 1 kW = 1.000 W; 1 MW = 1.000.000 W.

Was ist Schweißen?

Die klassische Definition des Schweißprozesses lautet: "Der Prozess der Herstellung untrennbarer Verbindungen durch die Herstellung interatomarer Beziehungen zwischen Teilen, die während ihrer Erwärmung und (und) plastischen Verformung verbunden werden." Unter Berücksichtigung des Diffusionsphänomens ist bekannt, dass in heißem Wasser der Prozess der gegenseitigen Durchdringung beschleunigt wird. Das Schweißen ist der Diffusion sehr ähnlich, nur die Erwärmung der beiden Teile erfolgt mit Hilfe eines Hochtemperatur-Lichtbogens, der von der Schweißmaschine erzeugt wird. Unter seinem Einfluss kommt es zum Schmelzen und Durchdringen von Materialien von Teilen. Es entsteht eine Schweißnaht, die aus den Materialien beider Teile und anderen Chemikalien besteht, die von der Verbrauchselektrode (Element der Schweißmaschine) eingebracht wurden. Es gibt viele Versionen über die Stärke dieser Naht, jemand glaubt, dass 1 cm der Schweißnaht 100 kg standhalten kann, jemand behauptet, dass es mehr ist, aber alle sind sich einig: Die Stärke der Schweißnaht ist der Stärke von nicht unterlegen die unedlen Metalle der Teile. Zu den theoretischen Grundlagen der Schweißarbeiten gehören neben der Festlegung des Hauptbegriffs auch die beim Schweißen ablaufenden physikalischen und chemischen Prozesse.

Was passiert chemisch und physikalisch beim Schweißen?

Betrachten Sie das Schema des Schweißprozesses am Beispiel des Lichtbogenschweißens.

An die Elektrode und das Teil wird elektrische Spannung angelegt, jedoch nur mit unterschiedlicher Polarität. Sobald die Elektrode an das Teil herangeführt wird, wird sofort ein Lichtbogen gezündet, der alles in seinem Wirkungsbereich zum Schmelzen bringt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich das Elektrodenmaterial Tropfen für Tropfen in das Schmelzbad.Damit der Prozess nicht stoppt, und dies geschieht, wenn die Elektrode stationär ist, muss die Elektrode gleichzeitig in drei Richtungen bewegt werden: transversal, translatorisch und stabil vertikal (Abb. 2).

Nach all den Manipulationen entfernt der Schweißer das Schweißgerät und das sich verfestigende Schweißbad bildet dieselbe Schweißnaht. Dies ist die Art von Chemie und Physik, die beim Lichtbogenschweißen passiert. Bei anderen Schweißarten sind die Mechanismen natürlich anders. Beispielsweise ist in der obigen Form der Schmelzmechanismus die Hauptsache, und beim Druckschweißen werden die zu schweißenden Oberflächen nicht nur erhitzt, sondern auch mit Hilfe von Sedimentdruck zusammengedrückt. Betrachten wir die Klassifizierung der Schweißarten genauer.

Auswahl eines Haushaltsschweißgeräts

Heutzutage gibt es viele Arten des Schweißens. Die meisten von ihnen sind jedoch für Spezialarbeiten oder für den industriellen Maßstab ausgelegt. Für den Hausgebrauch ist es unwahrscheinlich, dass Sie eine Laserinstallation oder eine Elektronenstrahlkanone beherrschen müssen. Und Gasschweißen für Anfänger ist nicht die beste Option.

Der einfachste Weg, Metall zu schmelzen, um Teile zu verbinden, besteht darin, es auf die hohe Temperatur eines Lichtbogens zu richten, der zwischen Elementen mit unterschiedlichen Ladungen auftritt.

Lichtbogen

Dieser Prozess wird von Lichtbogenschweißmaschinen durchgeführt, die mit Gleich- oder Wechselstrom betrieben werden:

Schweißtransformator kocht mit Wechselstrom. Für einen Anfänger ist ein solches Gerät kaum geeignet, da es aufgrund des „springenden“ Lichtbogens schwieriger ist, damit zu arbeiten, dessen Beherrschung viel Erfahrung erfordert.Weitere Nachteile von Transformatoren sind negative Auswirkungen auf das Netzwerk (verursacht Überspannungen, die zum Ausfall von Haushaltsgeräten führen können), laute Geräusche während des Betriebs, beeindruckende Abmessungen des Geräts und hohes Gewicht.

Schweißtransformator

Ein Wechselrichter hat viele Vorteile gegenüber einem Transformator. Es verursacht einen Lichtbogen mit Gleichstrom, er „springt nicht“, daher ist der Schweißprozess ruhiger und kontrollierter für den Schweißer und ohne Folgen für Haushaltsgeräte. Darüber hinaus sind die Wechselrichter kompakt, leicht und praktisch geräuschlos.

Schweißinverter

Kurse für Schweißer

Das Schweißen kann in speziellen Kursen erlernt werden. Die Schweißausbildung gliedert sich in Theorie und Praxis. Sie können persönlich oder aus der Ferne lernen. Die Kurse vermitteln Schweißtechnik für Einsteiger und andere wichtige Weisheiten. Wichtig ist die Möglichkeit, das Kochen durch Schweißen im praktischen Unterricht unter Anleitung eines Lehrers zu erlernen. Die Schüler erhalten eine Vorstellung über die verfügbaren Geräte zum Schweißen, die Auswahl der Elektroden und Sicherheitsregeln.

Sie können einzeln oder in einer Gruppe lernen. Jede Option hat ihre eigenen Vorteile. Wenn Sie individuell studieren, können Sie nur das Wissen beherrschen, das in der Zukunft nützlich sein kann. Aber beim Lernen in der Gruppe besteht die Möglichkeit, die Fehleranalyse der Mitschüler zu hören und sich so zusätzliches Wissen anzueignen.

Nach Abschluss der Kurse und bestandenen Prüfungen, die die erworbenen Kenntnisse und praktischen Fähigkeiten bestätigen, wird ein anerkanntes Zertifikat ausgestellt.

Grundlagen der Elektrizität

Elektrischer Strom in Metallleitern ist eine gerichtete Bewegung freier Elektronen entlang eines Leiters, der in einem elektrischen Stromkreis enthalten ist. Die Bewegung von Elektronen in einem Stromkreis erfolgt aufgrund der Potentialdifferenz an den Anschlüssen der Quelle (d. h. ihrer Ausgangsspannung).

Elektrischer Strom kann nur in einem geschlossenen Stromkreis existieren, der bestehen muss aus:

- Stromquelle (Batterie, Generator, ...);
- Verbraucher (Glühlampe, Heizgeräte, Schweißlichtbogen usw.);
- Leiter, die die Stromquelle mit dem Verbraucher elektrischer Energie verbinden.

Elektrischer Strom wird üblicherweise mit dem lateinischen Groß- oder Kleinbuchstaben I (i) bezeichnet.

Die Maßeinheit für die Stärke eines elektrischen Stroms ist ein Ampere (mit A bezeichnet).

Die Stromstärke wird mit einem Amperemeter gemessen, das in der Unterbrechung des Stromkreises enthalten ist.

Im Gegensatz zu elektrischem Strom existiert Spannung an den Anschlüssen einer Stromquelle oder von Schaltungselementen unabhängig davon, ob der Stromkreis geschlossen ist oder nicht.

Die Spannung wird normalerweise mit dem lateinischen Groß- oder Kleinbuchstaben U (u) bezeichnet.

Die Maßeinheit für die Spannung ist Volt (als V bezeichnet).

Der Spannungswert wird mit einem Voltmeter gemessen, das parallel zu dem Abschnitt des Stromkreises geschaltet ist, an dem die Messung durchgeführt wird.

Drähte und Stromabnehmer, die in einem Stromkreis enthalten sind, widerstehen dem Stromdurchgang.

Der elektrische Widerstand wird üblicherweise mit dem lateinischen Großbuchstaben R bezeichnet.

Die Maßeinheit für den Widerstand eines Stromkreises ist Ohm (bezeichnet mit Ohm).

Der Wert des elektrischen Widerstands wird mit einem Ohmmeter gemessen, das an die Enden des gemessenen Abschnitts des Stromkreises angeschlossen wird, während durch den gemessenen Abschnitt des Stromkreises kein Strom fließen sollte.

Ein elektrischer Stromkreis kann so aufgebaut werden, dass der Anfang eines Widerstands mit dem Ende eines anderen verbunden ist. Eine solche Verbindung wird als seriell bezeichnet.

In einem Stromkreis mit einer Reihenschaltung von Widerständen (Verbrauchern) bestehen folgende Abhängigkeiten.

Der Gesamtwiderstand eines solchen Stromkreises ist gleich der Summe all dieser Einzelwiderstände:

R=R₁ +R₂ +R₃

Da der Strom alle in Reihe geschalteten Widerstände nacheinander durchfließt, ist sein Wert in allen Schaltungsabschnitten gleich.

Die Summe der Spannungsabfälle in allen Abschnitten des Stromkreises ist gleich der Spannung an den Source-Klemmen:

Uist = Uab + Ucd

Die Größe des Spannungsabfalls in einem separaten Abschnitt des Stromkreises ist gleich dem Produkt aus der Größe des Stroms im Stromkreis und dem elektrischen Widerstand dieses Abschnitts.

Wenn in einem Stromkreis alle Anfänge der Widerstände auf der einen Seite und alle ihre Enden auf der anderen Seite verbunden sind, wird eine solche Verbindung als parallel bezeichnet.

Der Gesamtwiderstand eines solchen Stromkreises ist geringer als der Widerstand eines seiner Zweige.

Für eine Schaltung mit zwei parallel geschalteten Widerständen wird der Gesamtwiderstand nach folgender Formel berechnet:

R=R1 * R2 / (R1 + R2)

Jeder zusätzliche Widerstand in Parallelschaltung verringert den Gesamtwiderstand einer solchen Schaltung. Der Ballastwiderstand verwendet eine Parallelschaltung von Widerständen. Wenn daher jedes zusätzliche „Messer“ eingeschaltet wird, nimmt der Gesamtwiderstand des Vorschaltwiderstands ab und der Strom im Stromkreis steigt an.

Im Abschnitt der Schaltung mit Parallelschaltung verlaufen die Stromzweige gleichzeitig durch alle Widerstände:

ich = ich₁ + ich₂ + ich₃

Alle Widerstände in einer Parallelschaltung liegen unter der gleichen Spannung:

Uab = U₁ = u₂ = u₃

Elektrischer Widerstand von Leitern

Der Widerstand eines Leiters hängt ab von:

- von der Länge des Leiters - mit zunehmender Länge des Leiters nimmt sein elektrischer Widerstand zu;
- von der Querschnittsfläche des Leiters - mit abnehmender Querschnittsfläche steigt der Widerstand;
- von der Temperatur des Leiters - mit zunehmender Temperatur steigt der Widerstand;
- vom Widerstandskoeffizienten des Leitermaterials.

Je größer der Widerstand des Leiters gegen den Durchgang von elektrischem Strom ist, desto mehr Energie verlieren die freien Elektronen und desto mehr erwärmt sich der Leiter (der normalerweise ein elektrischer Draht ist).

Für jede Querschnittsfläche des Drahtes gibt es einen zulässigen Stromwert. Wenn der Strom größer als dieser Wert ist, können sich die Drähte auf eine hohe Temperatur erhitzen, was wiederum eine Entzündung der Isolierbeschichtung verursachen kann.

Maximal zulässige Stromwerte für In der folgenden Tabelle sind verschiedene Querschnitte von kupferisolierten Schweißdrähten dargestellt:

Denken Sie daran! Die Stromstärke in Ampere (I) pro Quadratmillimeter Leiterquerschnittsfläche (S) nennt man Stromdichte (j):

j (A / mm2) = I (A) / S (mm2)

Unterschiede zwischen direkter und umgekehrter Polarität beim Schweißen mit Inverter

Beim Schweißen mit umgekehrter Polarität wird der Elektrodenhalter mit dem positiven Kontakt des Wechselrichters und der Masseanschluss mit dem negativen verbunden.In diesem Fall lösen sich Elektronen vom Metall des Werkstücks und ihr Fluss wird auf die Elektrode gerichtet. Dadurch wird die meiste Wärmeenergie darauf freigesetzt, was es ermöglicht, mit einem Inverter mit begrenzter Erwärmung des Werkstücks zu schweißen. Dieser Modus wird beim Schweißen von Teilen aus dünnem Metall, rostfreien Stählen und Metallen mit geringer Beständigkeit gegen erhöhte Temperaturen verwendet. Darüber hinaus wird eine umgekehrte Polarität verwendet, wenn die Schmelzrate der Elektrode erhöht werden muss, und auch wenn Teile mit einem Inverter in einer gasförmigen Umgebung oder unter Verwendung von Flussmitteln geschweißt werden.

Inverterschweißen von dünnem Metall

Beim Schweißen von Walzblechen mit einer Dicke von weniger als 2 mm werden die Fähigkeiten des Inverters voll ausgeschöpft. Das Schweißen solcher Materialien wird bei niedrigen Schweißströmen durchgeführt und erfordert eine hohe Stabilität des Schweißprozesses, die leicht zu realisieren ist, wenn ein Gerät mit einer Inverterstromquelle verwendet wird. Dünne Bleche brennen leicht durch, wenn im Schweißlichtbogen ein Kurzschluss auftritt. Um dieses Phänomen zu verhindern, verfügen die Wechselrichter über eine spezielle Funktion, die die Strommenge für die Dauer eines Kurzschlusses automatisch reduziert. Ein weiteres nützliches Merkmal von Invertern ist die Auswahl optimaler Parameter während der Lichtbogenzündung, die es ermöglichen, fehlenden Einbrand und Verbrennungen im Anfangsabschnitt der Schweißnaht zu vermeiden. Außerdem ist der Wechselrichter während des Schweißvorgangs in der Lage, den Sollwert des Betriebsstroms bei Schwankungen der Größe des Schweißlichtbogens adaptiv beizubehalten.