Diagnose von Porositätsproblemen in der Vertikalen

Apr 20, 2024

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Unsere Werkstatt hat vor Kurzem die Möglichkeit zum Metall-Lichtbogenschweißen mit Gas (GMAW-P) mit Massivdraht und einer Gasmischung aus 92 % Argon und 8 % CO2 hinzugefügt. In der Vergangenheit haben wir für alle unsere manuellen Schweißarbeiten an Kohlenstoffstahl Produkte mit CO2-Schutzgas und Flussmittelseele verwendet, doch die Verbesserung der Abscheidungseffizienz und die Reduzierung des Rauchgehalts führten zu dieser Änderung. Die Schweißer haben mit Porositätsproblemen zu kämpfen, wenn sie GMAW-P bei vertikalen Schweißnähten verwenden. Dies geschieht typischerweise bei Schweißnähten mit tieferen Fugen, bei denen der Zugang zur Wurzel manchmal eine Herausforderung darstellt. Irgendwelche Ideen?

Lassen Sie uns zunächst definieren, was Schweißporosität ist.

Porosität entsteht, wenn Stickstoff, Wasserstoff oder Sauerstoff als kleine Gasblasen im erstarrenden Schweißgut eingeschlossen werden. Die Quellen dieser drei Elemente sind atmosphärische Luft, Feuchtigkeit oder die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen wie Fett und Öl. Der Schweißlichtbogen ist extrem heiß, wodurch sich diese Moleküle in ihre jeweiligen Elemente zerlegen: Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und/oder Sauerstoff. Diese Elemente können Werte erreichen, die über dem liegen, was Desoxidationsmittel für Zusatzwerkstoffe aus der geschmolzenen Schweißpfütze entfernen können, und sich festsetzen, was zu Porosität führt.

Uns fehlen ein paar Informationen wie Schweißparameter, Drahtdurchmesser und -typ sowie Angaben zum Grundmaterial. Gelegentlich sticht auch eine Kleinigkeit im Detail als Ursache heraus.

Um das Potenzial für Porosität zu minimieren, befolgen Sie diese grundlegenden guten Schweißpraktiken:

Lassen Sie uns anhand der von Ihnen bereitgestellten Informationen untersuchen, was die Porosität verursachen könnte. Vorausgesetzt, die Schweißverbindung ist sauber und Sie befolgen gute Schweißpraktiken, dann kann es etwas subtiler sein.

Schutzgasgefüllte Drähte sind widerstandsfähig, wenn die Schweißbedingungen nicht perfekt sind. Der Schweißschutz, den sie mit der Schlackeschicht und dem externen Schutzgas bieten, macht sie für viele Anwendungen sehr robust. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Ihre Schweißer höchstwahrscheinlich kaum Probleme damit haben.

Im Vergleich dazu bieten Massivdrähte nicht die gleichen Vorteile. Ihnen fehlt die Schlackeschicht, die bei Verlust des Schutzgases oder der zusätzlichen Desoxidationsmittel zusätzlichen Schutz für das Schweißgut bieten kann. Darüber hinaus bietet CO2-Schutzgas eine hervorragende Reinigungswirkung bei Verunreinigungen wie Rost und Walzzunder. Das von Ihnen verwendete Volldraht-Schutzgas enthält hauptsächlich Argon – das nicht reaktiv ist – und im Vergleich zum Flussmitteldraht eine geringe Menge CO2, was die Reinigungswirkung verringert.

Sie haben angegeben, dass die Hauptporositätsbereiche schwer zugängliche Schweißnähte mit senkrecht nach oben gerichteten Rillen sind. Dabei ist eine ordnungsgemäße Schutzgasabdeckung zu berücksichtigen. Wenn die Verbindungen schwer zu erreichen sind, kann es sein, dass Ihr ESO zu hoch ist, was zu einem Mangel an Schutzgasschutz führen kann. Wenn Sie Standard-5/8-Zoll verwenden. Bei Schweißpistolendüsen wird der Schweißer dadurch gezwungen, eine übermäßige ESO zu verwenden, um die Verbindung sehen und erreichen zu können.

Wenn Sie jedoch 3/8-Zoll verwenden. Bei konischen Gasdüsen sollten Sie die Durchflussrate des Schutzgases an der Düse überprüfen.

Die allgemeine Empfehlung für Nicht-Helium-Schutzgasdurchflussraten beträgt 25 bis 35 Kubikfuß pro Stunde (CFH) für Drähte mit kleinem Durchmesser und 35 bis 45 CFH für Drähte mit großem Durchmesser und Standarddüsen. Wenn Sie das 3/8-Zoll verwenden. Bei konischen Düsen sollten Sie die Durchflussrate nicht höher als 30 CFH einstellen. Der Grund dafür ist, dass ein bestimmtes Gasvolumen, das aus der Düse austritt, eine damit verbundene Geschwindigkeit aufweist. Wenn Sie die Durchflussrate erhöhen, erhöht sich auch die Geschwindigkeit. Wenn Sie die Durchflussraten in Standarddüsen auf über 45 CFH erhöhen, erzeugt die austretende Gasgeschwindigkeit nahe dem Ende der Düsenöffnung ein Vakuum, das atmosphärische Luft in die Schutzgasfahne ansaugen kann. Die Geschwindigkeit des austretenden Schutzgases in konischen Düsen kann bei viel geringeren Durchflussraten zu hoch werden, was zu den gleichen Problemen führen kann. Dies kann nicht nur zu Porosität führen, es ist auch einfach eine Verschwendung von Schutzgas.