im Norden
Gasschweißen
Gasschweißen, auch bekannt als Autogenschweißen, wird sowohl als Verfahren zum Verbindungsschweißen als auch als Beschichtungsverfahren zum Auftragsschweißen verwendet.
Schweißgase
Acetylen
Bei den Verfahren der Autogentechnik können verschiedene Brenngase verwendet werden. Das Gasschweißen, auch bekannt als Autogenschweißen, erfolgt ausschließlich mit Acetylen. Die folgenden Vorteile des Acetylens können effektiv in diesem Verfahren genutzt werden:
➔ Höchste Flammentemperatur: 3.160 °C
➔ Schneller Wärmeeintrag in das Bauteil
➔ Präziser, örtlich begrenzter Wärmeeintrag in das Bauteil
➔ Exakte Einstellung einer neutralen Schweißflamme.
Die Dauerentnahme von Acetylen aus einer Einzelflasche ist je nach Flaschengröße auf 350-500 l/h begrenzt. Bei höherem Verbrauch (siehe Schweißbrenner) werden Einzelflaschen mit Flaschenkupplungen verbunden oder Flaschenbündel eingesetzt.
Sauerstoff
Sauerstoff ist erforderlich, um das Acetylen in der Schweißflamme zu verbrennen. Die Menge des entnommenen Sauerstoffs hängt von der Größe der Flasche und der Durchflussmenge des Druckminderers ab. Alternativ kann Sauerstoff auch in flüssiger Form in wärmeisolierten Tanks bereitgestellt werden. Für den sicheren Umgang mit Druckgasflaschen verweisen wir auf die IGV-Sicherheitshinweise zum Umgang mit Druckgasflaschen.
Schweißbrenner
Injektorbrenner werden als Brenner verwendet. Der Sauerstoff strömt durch die Druckdüse mit einem Druck von 1,8 bis 2,5 bar. Aufgrund der Strömungsgeschwindigkeit entsteht eine Saugwirkung im Bereich der Saugdüse (Injektor). Das Acetylen fließt mit einem Druck von 0,2 bis 0,8 bar in die Saugdüse und wird durch den Sauerstoffstrahl in die Mischdüse gesogen, wo es im Mischrohr mit dem Sauerstoff vermischt und beim Austritt aus der Gasdüse entzündet wird. Zur Überprüfung der Funktion des Injektorbrenners kann eine sogenannte Saugprobe durchgeführt werden. Dabei wird lediglich der Sauerstoffschlauch an den Schweißbrenner angeschlossen. Bei geöffnetem Sauerstoff- und Brenngasventil sollte sich am Brenngasanschluss eine deutliche Saugwirkung durch den strömenden Sauerstoff ergeben. Wenn dies nicht der Fall ist, liegt ein Defekt am Brenner vor.
Schweißeinsätze
Die Handgriffe der Schweißbrenner werden je nach Materialstärke mit unterschiedlichen Schweißeinsätzen ausgestattet, die in den Größen 0 bis 10 erhältlich sind. Der Schweißeinsatz der Größe 3 ermöglicht das Schweißen von Materialien mit einer Dicke von 2 bis 4 mm. Um den Bedarf an Acetylen grob zu ermitteln, wird der Mittelwert aus dem unteren und oberen Schweißbereich gebildet und mit 100 l/h multipliziert. Für den Brenner, der für einen Bereich von 2-4 mm (Größe 3) geeignet ist, ergibt sich somit: (2+4)/2 x 100 l/h = 300 l/h. Dies bedeutet für den Anwender, dass dieser Schweißeinsatz an einer Einzelflasche betrieben werden kann.
Zünden und Einstellen der Schweißflamme:
➔ Flaschenventile um eine halbe Umdrehung öffnen
➔ Arbeitsdruck entsprechend der Brennergröße an der Einstellschraube einstellen (Acetylen: 0,2 bis 0,8 bar; Sauerstoff: 1,8 bis 2,5 bar)
➔ Sauerstoffabsperrventil am Brenner öffnen und einige Sekunden ausströmen lassen
➔ Ventil schließen, bis nur noch eine geringe Gasströmung vorhanden ist
➔ Acetylenabsperrventil um eine Vierteldrehung öffnen und die Gasmischung einige Sekunden ausströmen lassen
➔ Zum Zünden der Flamme einen Anzünder verwenden
➔ Flamme mithilfe der Ventile am Griffstück justieren (siehe Flammeneinstellung)
Beenden des Schweißprozesses/Löschen der Flamme:
➔ Zuerst das Brenngasventil schließen und anschließend das Sauerstoffventil schließen.
Sicherheitseinrichtungen
Sicherheitseinrichtungen gemäß DIN EN 730-1/ISO 5175 sind dafür konzipiert, das Druckreduzierventil, den Druckminderer, die Gasschläuche und insbesondere die Gasflasche vor unkontrolliertem Gasrücktritt und Flammenrückschlag zu schützen. Diese Sicherheitseinrichtungen können am Handgriff, im Gasschlauch oder am Druckminderer installiert werden. Ihre Größe sollte an die erforderliche Durchflussmenge der jeweiligen Anwendung angepasst sein. Der Einsatz für das langsamer strömende Acetylen ist verbindlich vorgeschrieben, während die Verwendung für Sauerstoff optional ist. Man unterscheidet zwischen druck- und temperaturgesteuerten Sicherheitseinrichtungen.
In Flaschenbatterieanlagen muss eine Entnahmestellensicherung installiert werden. Sicherheitseinrichtungen sind jährlich von einer qualifizierten Person zu überprüfen, und diese Prüfungen müssen dokumentiert werden.
Acetylen-Sauerstoff-Flamme
Die Flamme besteht aus zwei Bereichen. In der Primärflamme findet eine Teilverbrennung des Acetylens mit dem aus der Flasche zugeführten Sauerstoff statt. In der Beiflamme erfolgt unter Sauerstoffentnahme aus der Luft (1,5 Teile) die vollständige Ver- brennung des Acetylens. Deshalb ist insbesondere in engen Räumen und bei der Verwendung großer Brennereinsätze auf ausreichende Be- und Entlüftung zu achten, um dem Sicherheitsaspekt in Bezug auf Sauerstoffmangel in der Umgebungsluft gerecht zu werden. Durch den scharf abgezeichneten Primärflammenkegel ist ein leich- tes Einstellen nach dem Flammenbild ohne aufwendige Messgeräte möglich. Die maximale Flammentemperatur der Acetylen-Sauerstoff- Flamme beträgt ca. 3.160 °( bei einem Mischungsverhältnis von 1:1,1. Die neutrale Flamme 2 wird zum Schweißen von Stahl verwendet.
Eine reduzierende Flamme 1 ist vorteilhaft beim Auftragsschweißen und mit einer oxidierenden Flamme 3 wird Messing geschweißt.
Der Arbeitsbereich beim Schweißen von Stahl liegt 3-5 mm vor dem hellen Flammenkegel, um die höchste Flammentemperatur zu nutzen. Dort ist eine reduzierende Atmosphäre vorhanden, die die Oxidation des Schweißgutes und des abschmelzenden Schweißstabes verhindert. Damit schützt die Flamme den Schweißprozess vor der schädlichen Wirkung des Sauerstoffs aus der Luft.
Schweißstäbe und Fugenformenbeim Gasschweißen
Die Schweißstäbe für allgemeine Baustähle und warmfeste Stähle sind in der DIN EN 12536 standardisiert. Der Zusatzwerkstoff für den Baustahl S 355 trägt die Bezeichnung: Schweißstab DIN EN 12536 - O III. Beim Gasschweißen von reinem Kupfer (Cu-DHP) sollte eine kleine Menge Zinn (CuSn1) hinzugefügt werden, um das Fließverhalten zu verbessern. Die DIN EN ISO 9692 enthält die verschiedenen Fugenformen für das Gasschweißen von Stählen.
Gasschweißprozesse
Das Schweißbad entsteht durch die gezielte und örtlich begrenzte Einwirkung der Acetylen-Sauerstoff-Flamme. In der Regel werden Wärme und Schweißzusatz getrennt zugeführt. Die Heizleistung der Autogenflamme schmilzt sowohl den Grundwerkstoff als auch den Zusatzwerkstoff. Der Zusatzwerkstoff ist normalerweise mit dem Grundwerkstoff identisch. Aufgrund der guten Spaltüberbrückbarkeit sind die Anforderungen an die Vorbereitung der Schweißnaht gering. Das Schmelzbad ist gut sichtbar und lässt sich daher auch unter schwierigen Bedingungen gut kontrollieren. Wirtschaftlich betrachtet ist die Werkstoffdicke für das Gasschweißen auf 3-5 mm begrenzt. Dieses Verfahren wird für unlegierte und niedriglegierte Stähle, Stahlguss, Grauguss sowie Nichteisenmetalle eingesetzt.
Zur Herstellung von Schweißverbindungen stehen zwei Arbeitstechniken zur Verfügung:
➔ Nachrechtsschweißen: Bei dieser Technik wird die Flamme auf das Schmelzbad gerichtet und in Richtung der fertigen Naht gehalten. Hochwertige Schweißnähte bei Stahl mit einer Dicke von mehr als 3 mm werden zuverlässig durchgeschweißt. Der Schweißstab wird hinter die Schweißflamme gehoben, während die Flamme stabil bleibt und der Schweißstab mit ovalen Bewegungen im Schmelzbad geführt wird.
➔Nachlinksschweißen Die Flamme zeigt beim Schweißen in die Schweißrichtung. Der Schweißstab wird tupfend bewegt. Der Schweißbrenner folgt dem Schweißstab. Der Einsatz liegt bei bis zu 3 mm Werk- stückdicke und erzeugt eine glatte oder eine leicht geschuppte Nahtoberfläche.