SVEJSNING OG ROBOTSVEJSNING

I vores store svejseværksted arbejder vi både med manuel- og robotsvejsning samt giver vore kunder rådgivning om, hvornår det giver mening at anvende robotsvejsning i stedet for manuel svejsning.
Helge Bruhn A/S er specialister i svejsning og har fokus på svejsning og bearbejdning af rustfri stål, aluminium og jern.

MODERNE MASKINER

Vi tilbyder traditionel svejsning og robotsvejsning med vores RIT UR-10 PRO X8, som er en Kemppi X8 MIG-MAG svejser håndteret i en UR-10 Universal Robot.

Fakta om RIT UR-10 PRO X8

  • Dækker både de store og små svejseopaver.
  • Den har en rækkevidde på op til 1.300 mm
  • Tilkoblet KEMPPI FastMig X8 500 A
  • Inklusiv ny software til highspeed svejsning – Wisefusion mv.
  • Vandkølet X8 svejsebrænder intermittens 500 A ved 100% belastning.
  • Stærk selvbærende konstruktion med 4 maskinfødder med tophængt RIT UR-10 for optimal arbejdsstilling for både robot og operatør
  • Optimeret justerbar lysbue med mulighed for puls/dobbeltpuls svejsning i alle gængse materialer.
  • Trådløs fjernregulering af alle parameter på X8 wirefeeder og stømkilde.
  • Integrereret svejsebord (2×2 m), som opfylder robottens arbejdsradius, med 700 huller for korrekt fiksering af emner.

MIG-MAG-svejsning generelt

Gasmetalbue-svejsning eller beskyttelsesgas-svejsning, som vi oftest siger her i landet, er en lysbuesvejseproces, som udnytter varmen i en elektrisk lysbue, som brænder mellem en kontinuerligt tilført tråd-elektrode og emnet. Under processen afsmelter elektroden, og svejsemetallet overføres til emnet.

Smeltebadet beskyttes hele tiden af et gasdække, som har til opgave at beskytte både den afsmeltende elektrode og smeltebadet mod luftens oxygen og nitrogen. Hvis disse gasser kommer ind i beskyttelsesgas-atmosfæren, kan det bl.a. medføre porøsitet i svejsningen. Ydre forstyrrelser omkring svejsestedet, som fx træk fra åbne døre og vinduer, kan forårsage, at beskyttelsesgassen blæser bort. Også ventilationsluftstrømme i værkstedet eller luftkølede strømkilder kan påvirke svejsestedet og dermed beskyttelsesgassen. Beskyttelsesgas-svejsning deles gerne ind i to undermetoder, alt efter hvilken beskyttelsesgas, der anvendes.

Du kan læse mere om vores svejsemetoder underneden

Fordele ved MIG-MAG-svejsning
Der er fordele og ulemper ved de forskellige svejseprocesser. Fordelene ved MIG-MAG svejsning er følgende:

Metoden er økonomisk god på grund af en høj svejsehastighed, og fordi der kan holdes lang lysbuetid, idet elektrodeskift undgås
Metoden giver mulighed for rationelt at svejse såkaldt vanskeligt svejsbare materialer
Svejsning kan udføres i alle stillinger
Lysbuen og svejsestedet er fuldt synligt
Som regel er der kun lidt efterbearbejdning af svejsningen

Ulemper ved MIG-MAG-svejsning
Nogle af MIG-MAG-svejsningens ulemper er følgende:

Metoden er meget sårbar over for træk fra ventilationssystemet i værkstedet, åbne døre og vinduer samt ventilatorer på luftkølede svejseanlæg
Risiko for grove svejsefejl som bindefejl og lignende, hvis svejseren ikke er uddannet, så hun/han har et indgående kendskab til processen og dennes svejseparametre
Større udgifter til inddækning af svejsestedet ved udendørs arbejde
Større investering i svejseudstyr
Større udgifter til vedligeholdelse af svejseudstyr

MIG-svejsning
Ved MIG-svejsning (Metal Inert Gas) afsmeltes elektroden, og der anvendes en inaktiv gas, fx argon eller helium, der ikke reagerer med smeltebadet.
MIG-svejsning er svejsning i en ædelgas-atmosfære, dvs. svejsning under en beskyttelsesgas, som ikke kan reagere med andre stoffer. Det er bl.a. argon og helium, hvoraf argon er den mest anvendte på vore breddegrader. Sædvanligvis kaldes processen MIG-svejsning, også når ædelgassen er blandet med små mængder O2, CO2, H2 eller lignende.

MAG-svejsning
Ved MAG-svejsning (Metal Active Gas) anvendes ud over en afsmeltende elektrode en aktiv gas (oftest CO2) denne proces er også kendt under navnet CO2-svejsning. MIG/MAG-processen stammer fra USA, hvor den i 1950 introduceredes til aluminiumsvejsning. Den anvendes i dag mest til aluminium, rustfrit stål og kobber.
MAG-svejsning er svejsning i en atmosfære af reagerende gasser, eller som det også hedder, under dække af en aktiv gas. Dette betyder, at gassen spaltes i lysbuen, og i større eller mindre grad reagerer med smeltebadet. Som aktiv beskyttelsesgas anvendes fortrinsvis CO2, hvorfor processen også går under navnet CO2-svejsning.

TIG-svejsning
Benævnelsen TIG er en forkortelse af Tungsten Inert Gas.
T – Tungsten er betegnelse for wolfram. Wolfram er et metal, der har et smeltepunkt på over 3.300 °C, dvs. mere end dobbelt så højt som smeltepunktet på de metaller, man normalt svejser i.
IG – Inert Gas er betegnelsen for inaktiv gas, dvs. en gasart, som har den egenskab, at den ikke indgår i kemiske forbindelser med andre stoffer.
I Tyskland benævnes metoden ofte WIG-svejsning, hvor W står for wolfram. TIG-svejsning er den internationale og danske standardiserede betegnelse for svejsemetoden. I henhold til DS/EN 24063 er svejsemetoden angivet med nr. 141.
Princippet for TIG-svejsning
TIG-svejsning er en elektrisk lysbue-svejsemetode, hvor smelteenergien kommer fra en elektrisk lysbue, der brænder mellem emnet og wolframelektroden. Elektroden, lysbuen og smeltebadet beskyttes under svejsningen mod den atmosfæriske lufts skadelige virkninger af en inaktiv beskyttelsesgas. Beskyttelsesgassen ledes ved hjælp af en gaskop ned omkring svejsezonen, hvor den fortrænger den atmosfæriske luft. TIG-svejsning adskiller sig fra de øvrige lysbue-svejsemetoder ved, at elektroden ikke smelter og derved ikke forbruges som tilsatsmateriale. Det er ofte nødvendigt at benytte tilsatsmateriale.

TIG-lysbuen
Som nævnt kommer smelteenergien ved TIG-svejsning fra en lysbue, der brænder mellem wolframelektroden og svejseemnet. Tilførslen kan foretages manuelt eller maskinelt. Ved TIG-svejsning med jævnstrøm er wolframelektroden som regel tilsluttet den negative pol og svejseemnet den positive pol. Når lysbuen tændes, sker der i henhold til elektronteorien en vandring af negativt ladede elektroner og positivt ladede ioner. Elektronerne bevæger sig fra minuspolen til pluspolen, mens ionerne bevæger sig i modsat retning. I lysbuen sker der herved sammenstød mellem elektronerne og ionerne, og derved dannes der varmeenergi.

Elektronstrømmen fra elektrodens spids sker med meget stor hastighed, og når de rammer imod svejseemnet, udvikles der derved megen varmeenergi. Når ionstrømmen rammer imod elektrodens spids, udvikles der derimod ikke den samme mængde varmeenergi. Elektrodespidsen, der er koblet på minuspolen, påvirkes med ca. 30 % af den samlede varmeudvikling, mens de resterende 70 % påvirker svejseemnet, der var tilkoblet pluspolen.

Vekselstrøm
Vekselstrøm karakteriseres ved, at spændingen skifter polaritet et vist antal gange, normalt 100 gange pr. sekund. Elektroden er positiv i en halvperiode, og i den samme halvperiode er svejseemnet negativt. I næste halvperiode er det omvendt. Hvilket bevirker, at varmeenergien fordeler sig med 50 % på elektroden og 50 % på svejseemnet.
Anvendelse
TIG-svejsning har et meget stort anvendelsesområde på grund af dens mange fortrin, følgende kan nævnes:

  • Den giver en koncentreret opvarmning af svejseemnet
  • Den holder smeltebadet effektivt beskyttet med inaktiv beskyttelsesgas
  • Den kan være uafhængig af tilsatsmateriale
  • Tilsatsmaterialet behøver ikke at være fint forarbejdet, blot legeringen er i orden
  • Der er ikke behov for efterbearbejdning af svejsningen, da der ikke dannes slagge eller sprøjt
  • Man kan svejse vanskeligt tilgængelige svejsesømme

Anvendelsesområder
TIG-svejsning anvendes ofte, hvor der er høje krav til svejsningens kvalitet, som fx inden for:

  • Offshoreindustrien
  • Pharmaindustrien
  • Levnedsmiddelindustrien
  • Den kemiske industri

Aluminiumssvejsning
Aluminium adskiller sig fra andre metaller ved, at den aluminiumsoxid, der dannes på dets overflade, har et smeltepunkt, der er ca. tre gange højere end aluminiums smeltepunkt, hvilket gør det meget vanskeligt at svejse, da oxidhinden skal brydes, før aluminiummet. Derfor anvendes vekselstrømssvejsning (AC) når der svejses i aluminium.
Ved svejsning i aluminium stilles der enormt høje krav til renligheden af materialet. Såfremt materialet ikke er helt rent, vil der opstå svejsefejl.

Svejsning med vekselstrøm anvendes til svejsning af:

  • Aluminium og aluminiumlegeringer
  • Magnesium og magnesiumlegeringer

TIG-svejsning i aluminium
Wolframelektroden er her positiv i en halv periode og negativ i den næste halv periode, hvilket betyder, at varmeenergien fordeler sig med 50 % på wolframelektroden og 50 % på arbejdsstykket.

MIG-svejsning i aluminium
MIG-svejsning i aluminium foregår på samme måde som svejsning i rustfrit stål. Den væsentligste forskel er, at der som i TIG-svejsning i aluminium svejses med vekselstrøm for at kunne bryde igennem oxidhinden.

Rørtråds-svejsning
Rørtråds-svejsning er en proces, hvor svejseelektroden er udformet som et rør, hvori der er fyldt pulver. Dette pulver har til opgave at virke oxidationsbeskyttende og er af samme beskaffenhed som beklædningen ved de beklædte elektroder. Processen kan udføres med og uden brug af beskyttelsesgas, og den har en høj produktivitet.

Lasersvejsning
Ved lasersvejsning foregår opvarmningen vha. laserlys; der anvendes også her en beskyttelsesgas eller vakuum. Lasersvejsning har den store fordel, at varmekilden er meget koncentreret, hvilket giver mulighed for at opnå stor indtrængningsdybde i forhold til den anvendte energimængde og derved bl.a. opnå mindre kastning af emnerne. Afhængigt af den anvendte laser er processen mere eller mindre velegnet til stillings-svejsning.

Svejseparametre
De forskellige svejseprocesser kan optimeres mht. de procesrelaterede svejseparametre. I forbindelse med en beskyttelsesgas-svejsning er de vigtigste parametre strøm, spænding og trådfremføringshastighed, mens det ved en modstandssvejsning er strøm, spænding og sammentrykningskraft. Ved en lasersvejsning er de vigtigste svejseparametre den anvendte effekt samt fokuseringen af strålen.

De forskellige processer har forskellige anvendelsesområder afhængigt af bl.a. det materiale, der skal svejses, udformning af svejsningen, styktal, dimensioner, styrkekrav, korrosionskrav m.v.

Specielt er varmepåvirkningen af emnematerialet forskellig; den har stor indflydelse på svejsningens kvalitet, idet det omgivende materiale påvirkes af opvarmningen. Den varmepåvirkede zone kaldes HAZ (Heat Affected Zone). I denne zone har materialet ændrede egenskaber specielt mht. styrke og korrosion. Påvirkningen er størst tæt ved svejsningen og aftager væk fra denne.

Temperaturforskellene i emnet kan også give anledning til termiske spændinger, der kan resultere i kastninger og formændringer. Det kan imødegås ved at forvarme emnerne, varmebehandle dem efter svejsningen eller anvende langsom afkøling.

Klassifikation og prøvning
Svejsninger kan klassificeres efter mængden og størrelsen af de forekommende fejl, fx kraterrevner, lange porer, indeslutninger eller mangelfuld indtrængning. For at kontrollere om en svejsning opfylder kravene til den specificerede klasse, kan den testes vha. ikke-destruktiv prøvning, fx røntgenundersøgelse, hvirvelstrøms-prøvning, ultralyd eller ved penetrationsmetoden.

Der kan endvidere anvendes destruktive test på prøvestykker, der udsættes for samme svejseprocedure som selve konstruktionen, hvorefter de skæres igennem, præpareres og inspiceres i mikroskop. Der kan også udføres destruktive styrketest ved at bryde svejste prøver ved fx trækprøvning eller slagsejhedstest.

Fysiske simuleringer af svejsninger kan udføres med maskiner, hvor det især er svejseparametre samt HAZ, der simuleres og inspiceres. Numerisk simulering af svejsninger anvendes især til optimering af svejseprocesser.