Hochleistungs-Lichtbogenschweißen von dicken Stahlblechen mit elektromagnetischer Schweißbadunterstützung

Das Unterpulverschweißen (UP) ist das Lichtbogenschweißverfahren mit der höchsten Abschmelzrate. Beim Schweißen von dicken Blechen ist dieses Verfahren jedoch besonders für die Wurzellage von Nachteil. Vollständiges Umschmelzen ohne extremen Wurzeldurchhang oder ein Austropfen der Schmelze ist ohne weitere Hilfsmittel schwer zu erreichen. Aus diesem Grund werden Pulver-, Kupfer-, keramische Badstützen oder Bleche zur Vermeidung des Wurzeldurchhangs verwendet. Bei der Verwendung von Kupfer- oder Keramikstützen beeinflusst beispielsweise die Diffusion chemischer Elemente in die Schweiß- oder Schmelzlinie die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht. All diese Badstützen erfordern zusätzliche Schritte zur Vorbereitung und Entfernung sowie zur Reinigung der Schweißwurzel. Die Verwendung einer elektromagnetischen Bad stütze hat dagegen viele Vorteile. Der Magnet kommt nicht mit dem Werkstück in Kontakt, sodass ein zusätzlicher Schritt des Entfernens nicht erforderlich ist. Versuche mit Laserstrahlschweißen oder Laserhybrid schweißen haben bereits erstmalig gezeigt, dass Blechdicken bis 30 mm einlagig einseitig geschweißt werden können und zusätzlich ein Spalt oder Kanterversatz von bis zu 2 mm überbrückt werden können. In dieser Arbeit wird die elektromagnetische Badstütze für den UP-Prozess eingesetzt. Die Wurzellage wird an 15 mm dicken Blechen mit einer Spaltgröße von 2 mm geschweißt. Die Verwendung eines elektromagnetischen Systems stellt hier sicher, dass die Schmelze nach oben gedrückt und in Position gehalten wird. Ferner kann die Schweißtiefe entsprechend den magnetischen Parametern angepasst werden. Dieses Verfahren kann die Produktivität im Schweißbereich von vielen Betrieben deutlich steigern und Kosten gleichzeitig senken und kann dazu beitragen, diese Arbeitsplätze in Deutschland zu sichern.