Prozesssimulation Lichtbogen- und Plasmaloten

摘要

Zum Fugenloten unbeschichteter bzw. verzinkter Stahlbleche bietet das Wolfram-Schutzgasloten mit nicht abschmelzender Elektrode entscheidende Vorteile. Sie liegen im geringen Warmeeintrag, im Verzicht auf Flussmittel (aufgrund der Oberflachenaktivierung durch den Lichtbogen) und der Trennung von Energie- und Zusatzwerkstoffzufuhr. Die Herausforderungen der Prozessentwicklung sind das Sicherstellen des Aufschmelzens des Zusatzwerkstoffs, das Benetzen der Grundwerkstoffoberflache durch das flussige Lot ohne Anschmelzens des Grundwerkstoffs und der Erhalt der Korrosionsschutzschicht. Um effektive Verfahren und Werkzeuge zu entwickeln, die in den Grenzbereichen der physikalischen Moglichkeiten prozesssicher arbeiten, sind das Beschreiben und gezielte Beeinflussen des Lichtbogens und der Wechselwirkungen des Lichtbogens mit dem Werkstuck Voraussetzung. Durch die Simulation der Lichtbogen- und Plasmaprozesse konnen die Ursache- Wirkungs- Zusammenhange in der Lichtbogensaule und in den Fallgebieten visualisiert werden. Dadurch ist es moglich, die komplexen Einflusse der Brennergeometrie, der Stromstarke, der Prozessgaszusammensetzung und Prozessgasstromungen sowie der Polung des Werkstuckes auf den Prozessverlauf und das Prozessergebnis zu erkennen und gezielt auszunutzen. Im Rahmen des Vortrags werden die physikalischen Grundlagen aktueller FVM-Simulationsmodelle des Lichtbogens vorgestellt. Ausgewahlte Simulationsergebnisse von Wolfram-Schutzgasprozessen (WIG und Plasma) werden veranschaulicht und mit Versuchsergebnissen verglichen.