Bronkhorst

Die Verwendung eines Durchflussmessers beim Schweißen

16. September, 2021 José L. Velázquez

In einem vorherigen Blogbeitrag haben mein Kollege Koen van Bindsbergen und ich erläutert, wie es uns gelungen ist, die Qualität von Schweißnähten im Herstellungsprozess der hygienischen Durchflussmesser von Bronkhorst zu verbessern, sodass sie auch im Lebensmittel- und Gesundheitsbereich verwendet werden können. In diesem Blogbeitrag möchte ich mich mit einem anderen Aspekt des Schweißens beschäftigen: Wie können Schweißverfahren mithilfe von Gasdurchflussmessern und Druckreglern optimiert werden?
 

Die Funktion von Gasdurchflussmessern in Schweißverfahren

Als Schweißexperte bei Bronkhorst kann ich sagen, dass Schweißen eine wirklich interessante Anwendung für unsere Durchflussgeräte ist. Aber das gilt nicht nur für das Orbitalschweißen. Alle automatischen und mechanischen Schweißverfahren, bei denen Schutzgas zum Einsatz kommt - wie Plasmaschweißen, Laserschweißen, MIG-Schweißen usw., können von unseren Durchflussmessern profitieren.

Durchflussmesser beim Plasmaschweißen

Um Schweißnähte vor Oxidation zu schützen, sowie um den Schweißlichtbogen zu zünden und aufrechtzuerhalten, werden bei den meisten dieser Methoden Gase eingesetzt. Hersteller von Schweißgeräten können sich mehrere Eigenschaften unserer Durchflussmesser zunutze machen. Exakte Durchfluss- und Druckregelung von Schutz- und Formiergasen während des Schweißens gewährleistet eine konstante und stabile Schweißnaht und verbessert so die Qualität der Nähte. 

Welche Gase müssen beim Schweißen kontrolliert werden?

Beim Schweißen werden reaktive Gase benötigt, um Schweißnähte (extern) zu schützen und (intern) zu formieren und um Gase wie Stickstoff und Sauerstoff zu verdrängen, die die Qualität der Schweißnähte beeinträchtigen. Auf diese Weise können Schweißnähte während des Schweißens nicht oxidieren, sodass ihre chemischen und mechanischen Eigenschaften erhalten bleiben.
 

Durchflussmesser fürs Laserschweißen
Beispiel für Laserschweißnähte: ansprechendes Ergebnis mit silbriger Färbung dank perfektem Atmosphärenschutz

Die Qualität einer Schweißnaht lässt sich nach dem Schweißen an der Farbe erkennen. Je heller die Farben sind, desto höher ist die Qualität der Naht; eine Schweißnaht ohne Verfärbungen weist die höchste Qualität auf. Die Nähte, die im Orbitalschweißverfahren entstehen, haben häufig eine sehr hohe Qualität, da der Schweißvorgang in Kammern erfolgt, die mit reaktivem Gas gefüllt sind. Für austenitischen Edelstahl und Nickelbasislegierungen werden in der Regel Argon, Argon-Helium-Mischungen oder auch eine Argon-Wasserstoff-Mischung verwendet. Die letztgenannte Mischung ist besonders interessant, da die reduzierenden Eigenschaften Sauerstoff in der Schweißnaht binden. Ein weiterer Vorteil ist, dass fürs Schweißen weniger Energie benötigt wird.
 
Durchflussmessgeräte sorgen für eine konstante und stabile Versorgung mit dem benötigten Gasgemisch, um eine hohe Schweißqualität zu gewährleisten, die kaum Verfärbungen aufweist. Durchflussmesser und Druckregler von Bronkhorst können dabei helfen, mit erstaunlicher Exaktheit das richtige Mischverhältnis zum richtigen Zeitpunkt zu finden.

Welche Eigenschaften von Durchflussgeräten sind für die Optimierung des Schweißverfahrens wichtig?

Durchflussmessgeräte können mechanisierte oder robotergestützte Schweißverfahren in vielerlei Hinsicht unterstützen:

  • Ermittlung der Durchflussmenge des Spülgases, um die korrekte Gasmenge ohne überflüssige Zufuhr kostspieliger reaktiver Gase zu regulieren. Mit der einmaligen Zufuhr von reaktivem Gas in einem kurzen Zeitraum können sämtliche Luftrückstände in Schläuchen und Rohren beseitigt werden, sodass die Wurzel der Schweißnaht besser geschützt ist und reaktive Gase effektiver genutzt werden.
  • Bildung und Aufrechterhaltung eines perfekten Schweißlichtbogens, um die korrekte Gasmenge zum richtigen Zeitpunkt bereitzustellen (während des Zündens und danach).
  • Bildung eines überprüfbaren internen Drucks in den Schläuchen und Vermeidung von Bedien-/Schweißfehlern. Dieser Druck kann während des Schweißens mit Durchflussmessern kontrolliert werden, da Durchflussmenge und interner Druck miteinander zusammenhängen. Der Wert kann voreingestellt werden, was im Zusammenhang mit robotergestützten und mechanisierten Anwendungen sehr hilfreich ist. Darüber hinaus kann das Mischverhältnis diverser Gase kontrolliert werden, um spezielle Eigenschaften hervorzurufen oder spezifische Aspekte einer Schweißnaht zu überwachen, indem das Mischverhältnis während des Schweißens geändert wird.
  • Sollwerte für Durchflussregler, die zur Überwachung von Formier- und/oder Schutzgasen verwendet werden, können mithilfe einer Software von Bronkhorst oder Drittanbietern voreingestellt werden, um eine Synchronisierung mit den entsprechenden Schweißverfahren herzustellen. Unter anderem können Beginn und Ende des Gasdurchflusses, die Veränderung von Durchflussmengen und/oder die Zusammensetzung des Gemischs automatisiert werden.
 
Mit unseren Durchflussmessern und Druckreglern können Durchfluss- und Druckdaten der Geräte zur Qualitätskontrolle gespeichert werden.

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