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Katodenfall (beim MSGProzess i.d.R. am Werkstück), Lichtbogensäule und Anodenfall (am Drahtende).
In jedem der drei Bereiche wird thermische Energie bereitgestellt, wobei der größte Umsatz im Katodenfall am Werkstück erfolgt. Die bereitgestellten thermischen Leistungen entsprechen den in den jeweiligen Lichtbogenbereichen umgesetzten el. Leistungen (PAnode/Katode/Lichbogensäule=UAnode/Katode/Lichbogensäule * ISchweiß).
Die in den Fallgebieten zu überwindenden el. Potentialgefälle können vereinfacht als konstant angesehen werden, der Potentialabfall in der Lichtbogensäule kann als proportional zu deren Länge angenommen werden. Im freien Drahtende wird durch Joulesche Widerstandserwärmung ebenfalls Wärmeenergie umgesetzt, welche maßgeblich zum Erschmelzen des Zusatzmaterials beiträgt. Misst man die Schweißspannung zwischen Schweißbrenner und Werkstück so entspricht diese der Summe aus Lichtbogenspannung und dem Potentialabfall im freien Drahtende.
Beschreibe das Prinzip und das elektrische Ersatzbild des MSG-Prozesses
Im inneren der Schweißstromquelle wird die primäre elektrische Energie bereitgestellt, wobei moderne Schweißstromquellen komplexe Reglerstrukturen zur optimalen Prozessführung nutzen.
An den Anschlussklemmen der Schweißstromquelle wird die Quellenspannung bereitgestellt. Diese teilt sich schlussendlich in die Schweißspannung zwischen Schweißbrenner und Werkstück und den ohmschen und induktiv bedingten Spannungsabfällen im äußeren Schweißkabelkreis auf.
Querschnitt und Länge der Schweißkabel bestimmen hierbei den ohmschen Spannungsabfall, die aufgespannte Fläche, bzw mögliche Schweißkabelwicklungen (z.B. bei zu langen Kabeln) definieren die Induktivität des Schweißkabelkreises, welche großen Einfluss auf das dynamische Verhalten des MSG-Prozesses hat.
BEschreiben die Lichtbogenkennlinie im U/I-Diagramm
Welchen Einschränkung hat die statische Beschriebung der Lichbogenlänge im U/I-Diagramm?
Die Lichtbogenkennlinie gibt das (lineare) Verhältnis von Lichtbogenspannung zu Lichtbogenstromstärke an.
Ihr Verlauf wird u. a. durch nachstehende Einflussfaktoren bestimmt: – Schweißstromstärke – Lichtbogenlänge – Lichtbogenlänge ist dabei proportional zur Schweißspannung – Form, Werkstoff und Oberflächenbeschaffenheit von Kathode und Anode – Art und Zusammensetzung des Schutzgases – Ionisationsgrad in der Lichtbogensäule
Lichtbogenkennlinie wird statisch im U/IDiagramm angenähert, der Lichtbogen ist allerdings ein hochdynamisches System
Welche Bereiche des Lichtbogens werden schweißtechnisch genutzt?
Bei MSG-Prozessen wird der Bereich der Lichtbogenkennlinie genutzt, bei der die Änderung der Schweißspannung eine hierzu proportionale Änderung des Schweißstroms bewirkt (ohmscher Bereich).
Dies ist auch der Bereich der selbständigen Gasentladung, d.h. die Bereitstellung von Ladungsträgern wird durch den Prozess selbst erwirkt.
Im Gegensatz hierzu steht das Verhalten des Lichtbogensystems im Ayrtonschen Bereich. Strom und Spannung verhalten sich nicht linear bei rel. hohen Spannungen und geringeren Strömen. Dieser Bereich wird bei Zündung und Wiederzündung des Lichtbogen durchlaufen und wird schweißtechnisch nicht genutzt.
Was definiert den Arbeitspunkt?
Wie werden diese Größen gehlt und welchen EInfluss haben sie?
gewählte Maschinenkennlinie und sich einstellende Lichtbogenkennlinie definieren den aktuellen Arbeitspunkt hinsichtlich Schweißspannung US und Schweißstrom IS
Der Schnittpunkt von Lichtbogenkenlinie und Maschinenkennlinie entspricht dem Prozessarbeitspunkt und legt Schweißstrom und Schweißspannung fest.
Beim klassischen Standard-MSG-Prozess wird eine leicht fallende Kennlinie oder auch Konstantspannungskennlinie genutzt. Hierbei variiert die Schweißpannung kaum, wohingegen der Schweißstrom auf Änderungen des Schweißprozess sehr stark reagiert.
Die Maschinenkennlinie wird seitens des Schweißers mittels Wahlschaltern am Schweißgerät der Schweißaufgabe gemäß ausgewählt. Durch Einstellen der Schweißspannung und des Drahtvorschubs bestimmt er Abschmelzleistung und Lichtbogenart des Prozesses.
Die Maschinenkennlinie ist bei modernen Schweißmaschinen elektronisch mittels aufwendiger Regelungstechnik realisiert und wird dynamisch dem Prozessverhalten angepasst
zwischen welchen zwei Arten der Maschinenkennlinie wird bei Lichtbogenschweißprozessen unterschieden?
Nenne Auswirkungen der Kennliniencharakteristik
Was wird beim klassichen MAG/MIG-Schweißen genutzt?
Beim klassischen MIG/MAG-Schweißen wird bei konstanter Drahtfördergeschwindigkeit eine Konstantspannungscharakteristik der Maschinenkennlinie genutzt. Dies führt zu einer konstanten Lichtbogenlänge und zu einem gleichmäßigen Schweißergebnis durch die innere Regelung