Plasmalichtbogenschweißverfahren – im Detail betrachtet

Der Beitrag “Die wichtigsten Schweißverfahren auf einen Blick” befasste sich allgemein mit den am häufigsten eingesetzten Verfahren, die beim Schweißen angewendet werden. In diesem Artikel steht das Verfahren “Plasmalichtbogenschweißen” im Mittelpunkt.

Plasmalichtbogenschweißen – effizient bei qualitativ hochwertigen Ergebnissen

WIG-Schweißen arbeitet mit einem Schweiß- oder Hauptlichtbogen zwischen dem Werkstück und der Wolframelektrode. Das Verfahren Plasmalichtbogenschweißen nutzt einen zweiten Lichtbogen, den Pilotlichtbogen. Mit einer Stromstärke von 3 bis 30A brennt der Pilotlichtbogen zwischen zwischen der Wolframelektrode und einer wassergekühlten Düse. Argon oder ein anderes Plasmagas drückt den Pilotlichtbogen minimal aus der Düse. Da der Pilotlichtbogen die Lichtbogenstrecke ionisiert, ist die Zündung des Hauptlichtbogens ohne Hochfrequenz und berührungslos möglich. Das Schmelzbad selbst wird durch das zusätzlich zugeführte Schutzgas in Form von reinem Argon oder einem Argon-Wasserstoff- oder Helium-Gemisch geschützt.

Ein für das Plasmalichtbogenschweißen typischer Vorgang ist die durch physikalische und elektromagnetische Effekte bedingte Einschnürung des Lichtbogens. Dies führt zu einer im Vergleich zum WIG-Schweißen deutlich höheren Energiedichte und einer nur minimalen Strahldivergenz. Dies hat zur Folge, dass sich beim Plasmabogen der Durchmesser über die gesamte Länge kaum sichtbar vergrößert, während der Lichtbogen beim WIG-Schweißen deutlich an Durchmesser zunimmt.

Vorteile des Verfahrens Lichtbogenschweißen

Plasmalichtbogenschweißen ist sehr effizient und eignet sich hervorragend für den Einsatz in der industriellen Fertigung. Trotz der hohen Schweißgeschwindigkeit zeichnet es sich durch qualitativ hochwertige Ergebnisse aus.

– stabile und schmale Lichtbogensäule
– Nahtbreite, Nahtüberhöhung und Verzug sehr gering
– Hauptlichtbogen zündet sehr zuverlässig
– sehr gut reproduzierbare Ergebnisse
– Einbrandtiefe exakt einstellbar
– Schweißprozess ist spritzerfrei
– sehr hohe Standzeiten der geschützten Elektrode

Verfahren innerhalb des Plasmaschweißens

Abhängig vom Anwendungsbereich sowie den individuellen Anforderungen kommen unterschiedlichste Spezialverfahren zum Einsatz.

Mikroplasmaschweißen
Wird vor allem beim manuellen oder automatisierten Schweißen von Bauteilen mit einer Dicke von unter 0,5 Millimetern eingesetzt. Dazu zählen beispielsweise sehr dünne Folien ab 0,1 Millimeter, Drahtgewebe oder ähnlich dünne Bleche. Bei diesem Verfahren ist das Schweißen ab einer Stromstärke von 0,1A möglich.

Plasmakurzzeitschweißen
Um Plasmakurzzeitschweißen handelt es sich, wenn der Schweißprozess zwischen 200 mS bis maximal 2,00 Sekunden dauert. Plasmakurzzeitschweißen kommt beispielsweise beim automatisierten Schweißen im Automotivbereich, bei elektronischen Bauteilen oder in der Relaisfertigung zum Einsatz.

Plasmapunktschweißen
Immer dann, wenn das Widerstandspunktschweißen nicht zum gewünschten Ergebnis führt, ist das Plasmapunktschweißen die Alternative. Das effiziente Schweißverfahren eignet sich für Kehl-, Eck- und Überlappnähte, wobei die Festigkeit über die Punktgröße definiert wird. Möglich wird dies durch die entsprechend angepasste Größe der Plasmadüse sowie die Länge der Schweißzeit.

Plasmastichlochschweißen
Das Verfahren Plasmastichlochschweißen kommt vor allem im Edelstahlapparatebau sowie im chemischen Apparatebau oder bei Tanks und Rohrleitungen zum Einsatz. Typische Anwendungsbereiche sind Materialstärken von mehr als 10 Millimetern, bei denen über das Plasmastichlochschweißen die Wurzel gesetzt wird.

Im Vergleich zu anderen Verfahren ist Plasmastichlochschweißen sehr produktiv, bringt nur geringe Energiemengen ein, wodurch der Verzug minimiert wird und erfordert bei Wandstärken bis 10 Millimeter keine Nahtvorbereitung.

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