Unterschied zwischen MMAW- und GMAW-Schweißverfahren

Das Schweißen wird zusammen mit dem Befestigen in großem Umfang für verschiedene Montagezwecke in der Industrie und im Haushalt verwendet. Schweißen ist ein Fügeverfahren, bei dem zwei oder mehr massive Bauteile durch Koaleszenzbildung mit oder ohne Anwendung von Schweißzusatz, Hitze und Druck dauerhaft verbunden werden können. Mit der Entwicklung der Schweißtechnik hat sie heute andere dauerhafte Verbindungstechniken, einschließlich Nieten, weitgehend verdrängt. Schweißen kann zum effizienten und wirtschaftlichen Verbinden von Metallen, Kunststoffen, Keramiken und Verbundwerkstoffen eingesetzt werden. Wenn es richtig mit optimalen Parametern ausgeführt wird, kann es solide und zuverlässige Verbindungen mit einer Festigkeit ähnlich der von Ausgangskomponenten erzeugen. Es gibt eine große Anzahl von Schweißverfahren, die grob in Schmelzschweißen und Festkörperschweißen eingeteilt werden können.

Schmelzschweißverfahren sind solche, bei denen Fügeflächen von Grundmetallen durch Anwenden von Wärme geschmolzen werden, um eine Koaleszenz zum Realisieren einer Verbindung zu bilden; wohingegen bei Festkörper-Schweißprozessen keine solchen Schmelzgespräche stattfinden. Alle Lichtbogenschweiß-, Gasschweiß-, Widerstandsschweiß- und Intensivschweißprozesse sind grundsätzlich Schmelzprozesse. Beim Lichtbogenschweißen wird ein Lichtbogen zwischen den Hauptkomponenten und der Elektrode gebildet, indem eine ausreichende Potentialdifferenz zwischen ihnen bereitgestellt wird. Dieser Lichtbogen ist die wichtigste Wärmequelle (thermische Energie) zum Einschmelzen von Grundplatten und Füllstoff. Auch hier gibt es verschiedene Lichtbogenschweißverfahren; B. MMAW oder SMAW, GMAW (MIG und MAG), GTAW oder WIG, SAW, FCAW, ESW usw. Jedes von ihnen bietet bestimmte Vorteile gegenüber anderen.

Lichtbogenhandschweißen (MMAW) , auch Schutzgasschweißen (SMAW) genannt ist ein Schmelzschweißverfahren, bei dem ein elektrischer Lichtbogen zwischen einer Elektrode und Grundplatten gebildet wird. Dieses Schweißen wird meist manuell durchgeführt und daher der Name. Die verbrauchbare Elektrode ist mit einem geeigneten Flussmittel bedeckt, das sich während des Schweißens auflöst, um ein Schutzgas und eine Schlackenschicht zu erzeugen, die dazu beitragen, den Lichtbogen und das Bad des geschmolzenen Metalls vor Oxidation oder Verunreinigung zu schützen. Somit ist keine separate Anwendung von Schutzgas erforderlich. Metall-Schutzgasschweißen (GMAW) ist auch ein Schmelzschweißverfahren, bei dem der Lichtbogen zwischen der abschmelzenden Elektrode und den Hauptkomponenten gebildet wird. Die Elektrode in Form von Draht wird der Schweißzone kontinuierlich von einer Drahtspule unter Verwendung eines mechanisierten Systems zugeführt, und gleichzeitig wird geeignetes Schutzgas von einer externen Quelle zugeführt, um den Lichtbogen und die umgebenden Bereiche zu schützen. GMAW ist ein sehr schnelles Verfahren mit hoher Füllerabscheidungsrate. Verschiedene Unterschiede zwischen den Prozessen des Lichtbogenhandschweißens (MMAW) und des Metallschutzgasschweißens (GMAW) sind unten in Tabellenform aufgeführt.

Tabelle:Unterschiede zwischen E-Hand- und MSG-Schweißverfahren

Intermittierender und kontinuierlicher Prozess: Beim Lichtbogenhandschweißen wird als Elektrode ein Stab mit kleinem Durchmesser (0,5 – 2,0 mm) und einer Länge von 30 – 50 cm verwendet, der mit einem geeigneten Flussmittel umhüllt ist. Da diese Elektrode verbrauchbar ist, verkürzt sich ihre Länge mit der Schweißzeit aufgrund ihrer Ablagerung auf der Schweißraupe. Daher muss nach einem bestimmten Intervall (wenn das mit Flussmittel beschichtete Teil endete) die Elektrode durch eine neue ersetzt werden, um das Schweißen durchzuführen. Daher erfordert MMAW ein häufiges Anhalten und ist ein intermittierender Prozess. Im Gegensatz dazu wird beim Metall-Schutzgasschweißen eine abschmelzende Elektrode (in Form von Draht) kontinuierlich aus einem Drahtpool zugeführt. Dieser Drahtpool kann eine ausreichende Drahtlänge aufnehmen (es wird normalerweise nach seinem Gewicht gemessen). Somit kann das MSG über einen längeren Zeitraum ohne Elektrodenwechselpause durchgeführt werden.

Schutzgasquellen: Schutzgas ist bei Lichtbogenschweißprozessen unverzichtbar, um den Lichtbogen und das Schmelzbad vor Oxidation oder anderen Verunreinigungen zu schützen. Während des Lichtbogenschweißens umschließt eine dicke Schutzgasschicht die gesamte Schweißzone und verhindert, dass atmosphärische Luft mit der Schweißraupe und den umgebenden heißen Bereichen in Kontakt kommt. Beim MMAW-Verfahren wird die Elektrode mit einem Flussmittel beschichtet, das durch die Schweißwärme zerfällt und genügend Schutzgas erzeugt, um erhitzte Bereiche abzudecken. Es muss also kein Schutzgas zusätzlich zugeführt werden. Aber beim GMAW existiert keine solche Flussmittelbeschichtung auf der Elektrode. Daher wird Schutzgas aus zusätzlichen Quellen (wie Gasflaschen) unter Verwendung einer geeigneten Zufuhrleitung und Düse zugeführt.

Schlackenablagerung und deren Entfernung: MMAW verwendet eine mit Flussmittel beschichtete Elektrode, und dieses Flussmittel erzeugt tatsächlich das beabsichtigte Schutzgas während des Schweißens. Flussmittel erzeugt auch Schlacke, die sich auf der Oberfläche der Schweißnaht ablagert und diese vor Verunreinigungen schützt. Diese Schlackenschicht muss jedoch nach dem Schweißen entfernt werden, um das Erscheinungsbild zu verbessern. Üblicherweise wird für eine solche Entfernung Schleifen angewendet. Wenn jedoch Schlacke in der Schweißnaht eingeschlossen bleibt und nicht an der Oberfläche herausschwimmt, werden Defekte wie Schlackeneinschlüsse beobachtet. Solche Defekte können die Tragfähigkeit und Verbindungsfestigkeit verringern und sie anfällig für Korrosion machen – all dies reduziert letztendlich die Lebensdauer. GMAW ist frei von Schlacke, da keine flussmittelumhüllte Elektrode verwendet wird. Somit eliminiert es Mängel im Zusammenhang mit Schlacke und auch die Notwendigkeit einer Nachbearbeitung zur Entfernung von Schlacke.

Produktivität: MMAW ist nicht hochproduktiv. Beim Mehrlagenschweißen muss die auf der Schweißnaht abgelagerte Schlacke nach jeder Lage vollständig entfernt werden, um Schlackeneinschlussdefekte zu vermeiden. Darüber hinaus muss die Elektrode häufig gewechselt werden. Daher ist es nicht geeignet, wenn eine große Menge geschmolzenen Metalls auf der Schweißraupe abgeschieden werden muss. Daher ist es für das Mehrlagenschweißen nicht produktiv. GMAW ist frei von Schlacke und es ist auch kein Elektrodenwechsel erwünscht. So kann in kurzer Zeit eine große Menge Füllstoff abgeschieden werden. Daher ist es die perfekte Wahl, wenn der Wurzelspalt größer ist, die Kante U- oder V-förmig vorbereitet ist und / oder die Plattendicke größer ist. Darüber hinaus ist der Durchmesser der GMAW-Elektrode kleiner als der für MMAW, was die Lichtbogenstromdichte und damit die Füllerabscheidungsrate erhöht.

Flexibilität beim Schweißen: Flexibilität zeigt die Fähigkeit eines Schweißprozesses an, verschiedene Formen aufzunehmen, um sie auf verschiedene Weise unter verschiedenen Bedingungen zu verbinden. Indirekt bezieht es sich auf die Fähigkeit und Machbarkeit, einen bestimmten Prozess unter bestimmten Bedingungen anzuwenden. GMAW benötigt Schutzgasflaschen und Rohrleitungen sowie Zubehör für seine kontrollierte Lieferung. Daher ist es nicht für kleine Außenanwendungen geeignet. MMAW kann praktisch an jedem Ort in allen Positionen innerhalb der Reichweite der Elektrode angewendet werden; Die Leistung ist jedoch möglicherweise nicht in allen Szenarien auf dem gleichen Niveau. Obwohl MMAW nicht produktiv ist, ist es hochflexibel und hat vielfältige Anwendungen.

Schweißqualität und Abhängigkeit vom Schweißer: Wie der Name schon sagt, wird das Lichtbogenhandschweißen meist von menschlichen Bedienern durchgeführt. Die Schweißqualität hängt also von den Fähigkeiten und der Erfahrung des Schweißers ab. Es ist auch anfällig für menschliche Fehler, einschließlich zufälliger und zufälliger Fehler. Im Gegensatz dazu kann GMAW automatisiert werden und erfordert nur geringe Eingriffe des Schweißers. Es kann also Verbindungen mit besserer Qualität liefern, wenn geeignete Parameter verwendet werden.

In diesem Artikel wird ein wissenschaftlicher Vergleich zwischen den Prozessen des Lichtbogenhandschweißens (MMAW) und des Metallschutzgasschweißens (GMAW) vorgestellt. Der Autor empfiehlt Ihnen außerdem, die folgenden Referenzen durchzugehen, um das Thema besser zu verstehen.

1. Lichtbogenschweißverfahren von magmaweld.com.
2. Shielded Metal Arc Welding von W. L. Ballis (2011, Xulon Press).
3. Gas Metal Arc Welding Handbook von W. H. Minnick (2007, Goodheart Willcox).