Wirkungsgrad und Brennerbelastung beim Plasmastichloch- und WIG-Schweissen

摘要

Zur Bewertung der Effektivitat sowie zur thermischen Optimierung von Schweissverfahren wird haufig der thermische Wirkungsgrad des Verfahrens bestimmt. Fur das Plasmaschweissen wurden jedoch teilweise praxisrelevante Einstellungen wie Stromstarken uber 200 Ampere nicht untersucht und relevante Einflussgrossen wie die Elektroden- und die Plasmagasdusengeometrie ausser Acht gelassen. In dieser Arbeit wird eine portable Vorrichtung zur schnellen und effizienten Bestimmung von Energieeintragen fur das WIG- und das Plasmaschweissen vorgestellt. Mit dieser wird der Einfluss von relevanten Grossen auf den thermischen Wirkungsgrad beim Plasmaschweissen in hoher Auflosung untersucht. Zudem wird erstmals ein WIGLichtbogen mit einem Plasmalichtbogen bei einer identischen elektrischen Leistung hinsichtlich des thermischen Wirkungsgrades verglichen. Die Ubertragbarkeit der Ergebnisse auf einen realen Schweissprozess wird anhand von Schweissungen dargestellt. In den Untersuchungen wurde festgestellt, dass der Wirkungsgrad des Plasmaprozesses massgeblich vom Elektrodenruckstand, der Plasmagasmenge und der Dusengeometrie beeinflusst wird. Zudem ist den Messungen zu entnehmen, dass eine Online-Uberwachung der thermischen Effizienz des Plasmaprozesses allein durch die Uberwachung der in die Plasmagasduse abgefuhrten Warmemenge moglich ist. Weiterhin wurde diagnostiziert, dass der thermische Wirkungsgrad bei einem WIG-Lichtbogen hoher liegt als bei einem Plasmalichtbogen.