MIG/MAG-Schweißbrenner richtig warten – Grundwissen und hilfreiche Tipps
Ein Handbuch für Schweißfachkräfte
MIG/MAG-Schweißbrenner müssen in ihrem Leben einiges durchmachen. Die einzelnen Bestandteile der Brenner sind dabei ganz unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt. Ein Handbrenner soll produktiv sein, qualitativ hochwertige Schweißnähte erstellen und möglichst lange schweißen – ohne frühzeitige Unterbrechungen durch beispielsweise Drahtfestbrenner, Leckagen, Stromübertragungsausfälle oder den Austausch einzelner Verschleißteile wie Gasdüse, Stromdüse, Düsenstock etc.
In diesem E-Book haben wir Ihnen alles rund um den richtigen Umgang mit und die Wartung von MIG/MAG-Schweißbrennern zusammengestellt:
- Ursachen und Lösungen für den zum Teil frühzeitigen Verschleiß von Ersatzteilen
- Erste-Hilfe-Tipps bei Ausfällen des Schweißbrenners
- Vorbeugende Maßnahmen für eine lange Brennereinsatzzeit
- Tipps zum Wechsel von Verschleißteilen
- Checklisten zur Vorbeugung von Störungen
Dieses E-Book ist ein wertvolles Handbuch für Schweißerinnen und Schweißer. Ausführliche Beschreibungen finden sich hier ebenso wie übersichtlich zusammengefasste Informationen, die von der Gasdüse bis zum maschinenseitigen Anschluss des Schlauchpakets alle wesentlichen Teile eines Handschweißbrenners behandeln.
… oder blättern Sie nach unten, um das vollständige Handbuch zu lesen.
Viel Spaß!
- Über die Autoren
- Einführung
- Checkliste: Vor dem Schweißen
- Gasdüse
- Stromdüse
- Schweißbrennerhals
- MIG/MAG-Schweißbrenner-Schlauchpaket
- Führungsspirale/Drahtseele
- Eigenschaften der unterschiedlichen Schweißdrähte
- Eigenschaften der unterschiedlichen Liner, Führungs- und Drahtspiralen
- Tipps zum Umgang mit Führungsspiralen
- Drahtfestbrenner – ein Problem, viele Ursachen
- Fehlerquelle Drahtführungsverbindungen
- Liner richtig zuschneiden
- Vordressur des Drahts
- Was man über Antriebsrollen wissen muss
- Maschinenseitiger Anschluss & Steuerleitungen
- Editorenteam
Boris Rinn
Produktmanager Manuelle Produkte MIG/MAG
ABICOR BINZEL
Boris Rinn ist Produktmanager für manuelle MIG/MAG-Produkte und Automaten-Schweißbrenner im ABICOR BINZEL Headquarter in Buseck. Nach einer Ausbildung zum Industriemechaniker absolvierte er ein Maschinenbaustudium an der Technischen Hochschule Mittelhessen und bringt heute sein ganzes Technikwissen in das breite Feld des Handschweißens ein.
Prof. Dr.-Ing. Emil Schubert
Technischer Geschäftsführer CTO ABICOR BINZEL
Der Professor im Fachgebiet Produktionstechnik mit den Schwerpunkten Thermisches Schneiden, Schweißen und Oberflächenbehandlung sowie Doktor in Lasermaterialbearbeitung ist seit über 20 Jahren in der Schweißtechnik tätig. Seit 2008 ist Emil Schubert Technischer Geschäftsführer bei ABICOR BINZEL und außerdem in unterschiedlichsten Fachgremien und Arbeitsausschüssen aktiv.
Sie sind ständig Hitze und Strahlung ausgesetzt, werden von Schweißspritzern attackiert und nicht selten beispielsweise als Hammer zweckentfremdet – MIG- und MAG-Schweißbrenner. Von ihnen wird Höchstleistung gefordert, völlig ungeachtet dessen, ob sie in einer kleinen Werkstatt oder in einer harten Industrieumgebung zum Einsatz kommen. Sie sind ein alltägliches Arbeitstool, auf das man sich verlassen können will und muss, selbst wenn es »heiß hergeht«. Umso wichtiger ist eine sachgemäße Wartung der Schweißbrenner, durch die man ihre Lebensdauer und somit Standzeit verlängern kann. Insbesondere heutzutage, wo Zeit kostbarer ist denn je zuvor.
In diesem E-Book dreht sich alles um eine gute Pflege und Wartung von MIG-Schweißbrennern und MAG-Schweißbrennern sowie deren Verschleißteile – von der Strom- und Gasdüse direkt am Prozess über Brennerhals und Drahtführung bis hin zu den Drahtförderrollen in der Drahtvorschubeinheit der Stromquelle.
Dieses E-Book soll Anwendern, Schweißfachkräften, Schweißaufsichtspersonal und Produktionsleitern einen Überblick über die sachgemäße Wartung und Pflege von MIG/MAG-Schweißbrennern vermitteln, damit die Produktionskosten niedrig sowie Qualität und Output entsprechend hochgehalten werden können. Es wird gezeigt, wie eine gute, regelmäßige Instandhaltung das Leben eines Schweißbrenners erheblich verlängert und so dessen Leistungslevel auf einem konstanten Niveau gehalten werden kann.
Nutzen Sie dieses E-Book gerne zur Einführung in die Wartung von MIG/MAG-Schweißbrennern. Machen Sie es sich hiermit leicht, Problembereiche zu erkennen, verfrühten Ausfällen vorzubeugen und das Handling der Brenner individuell anzupassen.
Folgende Komponenten unterliegen vorbeugenden Pflege- und Wartungsmaßnahmen und werden in diesem E-Book herausgestellt:
- Gasdüse
- Stromdüse
- Brennerhals
- Schlauchpaket
- Drahtführung
- Maschinenseitiger Anschluss und Steuerleitungen
Wenn Sie diese Informationen und Tipps zur vorbeugenden Pflege und Wartung Ihrer MIG- und MAG-Schweißbrenner zu Rate ziehen und umsetzen, werden Sie sicherlich lange Freude an Ihren Brennern und am Schweißergebnis haben.
Ein paar Hinweise, einfache Handgriffe und regelmäßige Checks rund um den MIG/MAG-Schweißbrenner können die Lebenszeit von Verschleißteilen und somit des ganzen Systems merklich verlängern. Oft sind es die Kleinigkeiten, die Großes bewirken. Auf den folgenden Seiten gehen wir auf die genannten Verschleißteile eines MIG/MAG-Schweißbrenners ein und beginnen an dem Teil, das sich ganz vorne und dem Prozess am nächsten befindet: der Gasdüse. Anhand des Aufbaus eines Schweißbrenners mit Brennerkopf und seinen Verschleißteilen über das Schlauchpaket bis hin zum maschinenseitigen Anschluss und dem Verschleißteil Drahtförderrolle in der Vorschubeinheit, gehen wir alle Verschleißkomponenten durch und zeigen auf, was während des Prozesses im täglichen Gebrauch passieren kann. Gleichzeitig geben wir Tipps zu Wartung und Pflege, damit das System möglichst lange und ohne Einschränkungen genutzt werden kann.
Auf den Punkt
Folgende kurze Überprüfungen sollten jeden Tag vor Arbeitsbeginn durchgeführt werden
1. Ist der Brenner korrekt angeschlossen?
- Der Zentralanschluss ist festgezogen.
- Evtl. vorhandene Steuerleitungen sind angeschlossen und der Befestigungsring ist in seine Arretierung gedreht.
2. Wird der Brenner neu angeschlossen oder übernehmen Sie einen Arbeitsplatz, über dessen Zustand Sie sich nicht 100% sicher sein können?
- Die Leistungsangabe des Brenners passt zu den Schweißparametern.
- Die zum Drahtzusatzwerkstoff und Drahtdurchmesser passende Seele ist im Brenner verbaut. Zur Überprüfung die Mutter am Maschinenanschluss lösen und die Drahtseele ein kleines Stück zurückziehen.
- Der O-Ring am Zentralanschluss ist ohne Beschädigungen und ausreichend gefettet.
3. Weist das Kabel Beschädigungen, Schnitte, Brüche oder Quetschungen auf, muss der Brenner ersetzt und evtl. repariert werden.
4. Ist der Brennerhals verbogen oder weist er starke Schlagstellen auf? Sind diese vorhanden, muss der Brenner repariert und evtl. ersetzt werden.
5. Ist die Gasdüse einsatzbereit? Zum Prüfen bitte demontieren.
- Gasdüse innen auf Verunreinigungen durch Schweißspritzer kontrollieren und diese falls nötig entfernen. Ist die Gasdüse verbogen oder weist starke Spritzeranhaftungen auf, die sich nicht mehr entfernen lassen, muss diese getauscht werden.
- Die Bohrungen an Düsenstock oder Gasverteiler sind frei und ohne Verunreinigungen durch Schweißspritzer.
6. Stromdüse kontrollieren.
- Die richtige Stromdüse für den verwendeten Drahtdurchmesser ist montiert. Verschleißzustand kontrollieren. Ist die Bohrung oval »ausgewaschen«, muss diese getauscht werden.
- Starke Verfärbungen durch Überhitzung machen ebenfalls einen Tausch erforderlich. Prüfen Sie, ob die Stromdüse korrekt angezogen war. Falls sie festgezogen war, überprüfen Sie, ob die Schweißparameter zu den Angaben des Brenners passen oder dieser evtl. überlastet wird. Bei flüssiggekühlten Brennern überprüfen Sie den Kühlkreislauf.
7. Zum Abschluss den festen Sitz von Stromdüse, Düsenstock und Gasverteiler prüfen und Gasdüse wieder montieren.
8. Speziell bei flüssiggekühlten Brennern:
- Die Leitungen für Kühlmittelvor- und -rücklauf sind an der Maschine angeschlossen.
- Die Kühlmittelleitungen weisen keine Beschädigungen, Knickungen oder Quetschungen auf.
- Der Kühlmittelstand ist in Ordnung. Kontrollieren Sie diesen am Sichtfenster der Maschine.
- Wird der Brenner neu angeschlossen, achten Sie auf eine ausreichende Vorlaufzeit des Kühlmittels. Es kann bei einem langen Schlauchpaket von 5 m bis zu 20 Sekunden dauern, bis der Brenner mit Kühlmittel gefüllt und vollständig entlüftet ist.
Die Aufgabe der Gasdüse besteht darin, das Schutzgas gleichmäßig und laminar zu führen, damit der Lichtbogen und das Schweißbad vor äußeren Einflussfaktoren wie dem Umgebungssauerstoff geschützt werden. Eine weitere Aufgabe ist das möglichst schnelle Ableiten der Prozesswärme und Abführen in das Schlauchpaket oder alternativ das Blocken der Wärme, um den Brennerhals, den Griff und das Schlauchpaket vor zu großer Erwärmung zu schützen. Dies hängt von der Grundkonstruktion des Schweißbrenners ab. Der Schweißer nutzt immer eine Gasdüse, die einerseits groß genug ist, um ihre Aufgabe der Gasabdeckung optimal zu erfüllen – aber andererseits klein genug geformt ist, dass eine ausreichende Sicht auf den Prozess und eine gute Zugänglichkeit gewährleistet werden kann. Je nach Zugänglichkeit und Applikation nutzen Schweißer Gasdüsen unterschiedlicher Größe und Form. Die breiteste Gasabdeckung ermöglichen zylindrische Gasdüsen. Mit konisch geformten Gasdüsen, die nach vorne hin leicht schlanker werden, ist eine bessere Zugänglichkeit gewährleistet. Für enge Nahtvorbereitungen eignen sich stark konische Gasdüsen am besten, für das Engspaltschweißen sind flaschenförmige oder stark konische Gasdüsen die beste Wahl. Unterm Strich kann man sagen: Für jede Schweißnaht und jede Zugänglichkeit gibt es eine passende Gasdüse.
Ursachen für Gasdüsenverschleiß
Gasdüsen sind das Verschleißteil, das dem Prozess am nächsten und damit Hitze, Strahlung und mechanischer Belastung am stärksten ausgesetzt ist. Diese Gegebenheiten sind nur ein Einflussfaktor auf die Lebensdauer einer Gasdüse. Ein weiterer und sehr großer Einflussfaktor sind die Schweißspritzer, die zwangsläufig zu einem MIG/MAG-Prozess dazugehören – sie können durch Optimieren der Prozessparameter zwar reduziert, jedoch nie zu 100 Prozent vermieden werden – und sich an und in der Gasdüse mit den darin enthaltenen Verschleißteilen wie Stromdüse, Düsenstock und Gasverteiler absetzen bzw. einbrennen können.
Das Grundmaterial der meisten Gasdüsen ist Kupfer oder eine Kupferlegierung. Gasdüsen aus Messing haben in der Regel eine geringere Lebensdauer und leiten die Wärme schlechter ab. Kupfer leitet hervorragend die Wärme und lässt sich gut verarbeiten. Gleichzeitig ist Kupfer sehr widerstandsfähig. Wird Wärme über die Gasdüse aufgenommen, leitet eine Kupfergasdüse diese auch schnell wieder ab, was generell ihre Lebensdauer erhöht. Wird eine isolierte Gasdüse verwendet – mit hochtemperaturbeständigem Kunststoff-Einsatz – so wird die Wärme dagegen im Frontend geblockt und eine unzulässige Erwärmung des Brennerhalses, des Griffs und des Schlauchpakets auf diese Weise vermieden.
Gasdüsen-Beschichtungen wie beispielsweise eine Nickellegierung fungieren als Trennschicht zum Grundmaterial und sorgen dafür, dass sich Schweißspritzer nicht so schnell einbrennen bzw. haften bleiben. Außerdem reflektiert eine Nickelbeschichtung Licht und Wärme und verringert dadurch zusätzlich die Wärmeaufnahme aus dem Schweißprozess. Je kühler die Gasdüse, desto geringer ist die Spritzeranhaftung, denn diese bleiben dann entweder gar nicht erst haften oder lassen sich einfach ablösen. Beschichtungen erhöhen ebenfalls die Lebensdauer der Gasdüse. Alternativ oder zusätzlich zu einer Beschichtung kann auch ein Trennmittel aufgebracht werden, um die Spritzeranhaftung zu reduzieren.
Ein gut eingestellter Schweißprozess, der möglichst wenige Schweißspritzer hervorbringt, gewährleistet die Grundlage für eine lange Lebensdauer der Gasdüse – und gleichzeitig der mit ihr eingesetzten Verschleißteile wie Stromdüse, Düsenstock und Gasverteiler. Jede beim MIG/MAG-Schweißen angewandte Lichtbogenart – die drei gängigsten sind Kurzlichtbogen, Sprühlichtbogen und Impulslichtbogen – hat Auswirkungen auf die Spritzerbildung.
Mit dem Impulslichtbogen kann man den Schweißprozess am besten kontrollieren, denn hier löst sich mit jedem Impulsstrom ein Tropfen des Schweißzusatzes und geht flüssig ins Schmelzbad über. Er hat die geringste Spritzerbildung, ist aber bei hohen Lichtbogenleistungen anspruchsvoll bezüglich der Wärmebelastung an der Gasdüse. Hier ist es oftmals zu empfehlen, einen flüssiggekühlten Brenner mit zweigeteiltem Kühlsystem zu wählen, bei dem ein Kühlkreislauf für die Kühlung der Gasdüse vorgesehen ist, z.B. ABIMIG® GRIP W 555 D.
Dagegen teilen sich bei Kurzlichtbogen und Sprühlichtbogen feine Tröpfchen beim Schmelzen des Drahts ab und verteilen sich jeweils unkontrolliert durch Kurzschluss (Kurzlichtbogen) sowie durch die Einwirkung hoher Stromstärken und ohne Kurzschluss (Sprühlichtbogen). Achten Sie hier besonders auf eine regelmäßige Reinigung der Gasdüse. Beim Sprühlichtbogen tritt aufgrund der höheren Stromstärken noch eine höhere Wärmebelastung der Gasdüse gegenüber dem Kurzlichtbogen auf.
Die Wahl des Lichtbogens hängt von der Schweißaufgabe (z.B. Wurzel- oder Decklage) sowie der zu schweißenden Blechdicke und der Schweißgeschwindigkeit ab. Spezielle Lichtbögen unter diesen drei Lichtbogentypen dämmen die Spritzerbildung ein. Dies erfordert jedoch viel Wissen, Können und Einfühlungsvermögen für den gesamten Schweißprozess. Mehr dazu finden Sie im Blog »Schweißspritzer-Ursache: MSG-Schweißen und Lichtbögen«.
Die Gasdüse muss regelmäßig von Schweißspritzern befreit werden, da eine stark mit Schweißspritzern zugesetzte Gasdüse zu Qualitätsproblemen führen kann, die wiederum Nacharbeitskosten nach sich ziehen. Durch festsitzende Schweißspritzer wird die Strömung des Schutzgases beeinträchtigt und die Schutzgasglocke über dem Schweißbad ist nur noch unzureichend. Durch die entstehenden Turbulenzen kann Sauerstoff und Wasserstoff aus der Umgebungsluft an die Schweißstelle gelangen.
Im Extremfall können sich – besonders bei kleinen Gasdüsendurchmessern – die Schweißspritzer so stark aufbauen, dass es zu einer Spritzerbrücke mit einem Kurzschluss kommen kann. Hierbei kann der Schweißbrenner geschädigt oder gar zerstört werden.
Spritzerbrücke zwischen Gas- und Stromdüse aufgrund starker Verunreinigung
Schweißtrennmittel zur Vorbehandlung der Gasdüsen
Die richtigen chemischen Trennmittel
Selbst bei optimaler Werkstückvorbereitung lässt sich das Festsetzen von Partikeln nicht vollständig vermeiden. Eine zusätzliche vorbeugende Pflege ist das Einsprühen der Gasdüse mit einem Schweißtrennspray oder das Eintauchen in ein pastöses Antihaftmittel vor dem Schweißen.
Als Trennspray nur für die Gasdüse bzw. das Frontend des Schweißbrenners eignet sich das Keramikspray von ABICOR BINZEL. Einmal mithilfe des Sprühhilfeaufsatzes – der Coating Cap – aufgesprüht, verteilt sich gezielt eine sogenannte Multilayer-Keramikschicht auf den besprühten Verschleißteilen und bildet eine hervorragende, lang wirkende Schutzschicht vor heißen Schweißpartikeln. Anhaftende Partikel können durch leichtes Klopfen des Brennerkopfs einfach wieder abgelöst werden. Keramikspray darf nur auf einen kalten Brenner aufgebracht werden.
Ein Trennmittel zum Eintauchen der Gasdüse ist beispielsweise die Schweißschutzpaste Düsofix. Praktisch in einer standfesten Metalldose verpackt, kann sie überall in greifbarer Nähe des Schweißers abgestellt werden und trotzt selbst harten Arbeitsbedingungen. Einfach mit der heißen Gasdüse in die Anti-Spritzerpaste eintauchen und Gasdüse, Stromdüse sind optimal mit Trennmittel benetzt. Wichtig: Ein Eintauchen des kalten Brenners kann zu einem Verstopfen der Gaskanäle führen, sodass es zu einer ungleichmäßigen Gasverteilung mit den vorgehend beschriebenen Qualitätsfehlern kommt.
Ein Schweißtrennspray für die Gasdüse UND für das Werkstück sowie die Spannelemente, das die Spritzeranhaftung minimiert, ist das Super Pistolenspray NF von ABICOR BINZEL. Der Zusatz »NF« steht für »non-flammable«, also nicht brennbar und bedeutet, dass dieses Schweißschutzspray höchstmögliche Sicherheitsanforderungen erfüllt. Außerdem lässt sich dieses Trennmittel auf dem Werkstück überschweißen, was eine schnelle weitere Bearbeitung erleichtert und zusätzlich Zeit spart.
Vorsichtiger Umgang mit Reinigungswerkzeugen
Schweißer greifen gerne zu einer sogenannten Reinigungszange. Sie wird in die Gasdüse eingeführt und gedreht, was festsitzende Partikel mechanisch entfernt. Ein Nachteil dieser Anwendung ist jedoch, dass durch dieses Schaben nicht nur Schweißspritzer entfernt werden, sondern auch das Grundmaterial des Gasdüsenkörpers Stück für Stück abgetragen wird. Die Innenwand der Gasdüse wird mit jedem Gebrauch einer solchen Zange rauer und Partikel aus dem Schweißprozess haften noch leichter an. Als Folge verschleißt die Gasdüse schneller. Schweißtrennmittel erleichtern die Reinigung und verhindern oftmals, dass die Schweißspritzer sehr festsitzen und den Einsatz der Zange und ein heftiges Schaben erforderlich machen. Statt einer Zange kann eine Edelstahlbürste verwendet werden, deren weiche Borsten Kratzer in der Gasdüse vermeiden.
Durch Schläge beschädigte Gasdüse
Brennerhälse haben eine robuste Bauweise, da sie nicht aus vielen Einzelteilen bestehen. Ein leichtes Klopfen des Brennerkopfs an Tischkante oder Werkstück zum Entfernen von Schweißspritzern schadet der Gasdüse nicht und ist gängige Praxis unter den Schweißern. Festeres Schlagen oder gar der unsachgemäße Gebrauch des Brennerkopfs als Hammer, verformt jedoch die Gasdüse und kann genauso innenliegende Teile wie Düsenstock, Gasverteiler und Isolator beschädigen.
Durch das Klopfen wird die Gasdüse möglicherweise nicht sichtbar beschädigt, allerdings können andere Teile im Schweißbrenner schon durch ein paar kräftige Schläge auf die Düse Schaden nehmen. Dieses sollte immer bedacht werden, wenn man Schweißspritzer abklopfen möchte.
Verbogene Aufnahme des Düsenstocks
Grundsätzlich sind gut verarbeitete und professionell hergestellte Gasdüsen sehr langlebig. Überhitzung ist allerdings eine weitere Ursache, weswegen Gasdüsen vorzeitig ausgetauscht werden müssen. Dies passiert, wenn zu leistungsschwache Brenner verwendet werden als es der Schweißprozess vorgibt.
Die Gasdüse eines Brenners, der für eine Belastung bis 200 Ampere angegeben ist, überhitzt, wenn Schweißarbeiten mit 400 Ampere ausgeführt werden. Mögliche Folgen hier sind Ablösen von Beschichtungen bis hin zur Beschädigung des Gewindes und schließlich der Ausfall der Gasdüse. Meist ist eine Überlastung einfach an der Verfärbung der Gasdüse zu erkennen
Auf den Punkt
Ursachen, die oft zu einem vorzeitigen Verschleiß der Gasdüse führen & Erste-Hilfe-Tipps
1. Schlecht eingestellter Prozess mit hoher Spritzerbildung.
- Stellen Sie die Schweißparameter möglichst optimal ein.
2. Mangelnde Reinigung und Vorbehandlung des Werkstücks – erhöhte Spritzerbildung.
- Sorgen Sie vor dem Schweißen immer dafür, dass das Werkstück frei von Rückständen oder Ablagerungen aus vorherigen Arbeitsschritten ist.
3. Grobe Werkzeuge werden zum Reinigen der Gasdüse genutzt – Beschädigung der Beschichtung. An entstandenen Kratzern können Schweißspritzer leichter anhaften.
- Nutzen Sie zur Vorbereitung der Gasdüse ausschließlich geeignete chemische Mittel, um die Spritzeranhaftung zu reduzieren. Anhängende Schweißspritzer lassen sich dann umso leichter entfernen
4. Werkstücke werden durch Klopfen oder Hämmern mit der Gasdüse gerichtet – Verformung der Gasdüse oder gar des gesamten Brennerhalses.
- Vermeiden Sie unbedingt Missbrauch des Handschweißbrenners und seinen Ersatzteilen.
5. Für hohe Ströme werden Schweißbrenner und Gasdüsen eingesetzt, die nicht für diese Leistung ausgelegt sind – die Gasdüse wird zu heiß.
- Nutzen Sie immer einen Schweißbrenner, der für die Applikation ausgelegt ist.
Die Stromdüse – auch oft Stromkontaktrohr oder Kontaktdüse genannt – ist das kleinste und gleichzeitig das am stärksten beanspruchte Verschleißteil eines MIG/MAG-Schweißbrenners. Sie wird gleichermaßen in Handbrennern, Automatenbrennern und Roboter-Schweißbrennern eingesetzt und ist für die Stromübertragung verantwortlich. Durch sie wird auch der Draht befördert und in den Schweißprozess geführt. Manch einer sagt auch, die Stromdüse ist das Herzstück eines MIG/MAG-Schweißbrenners.
Ähnlich wie bei den Gasdüsen gibt es auch bei den Stromdüsen große Qualitätsunterschiede. Da es sich um ein Verschleißteil handelt, das mittlerweile zum Massenartikel geworden ist, findet man auf dem Markt für Schweißzubehör Kontaktdüsen unterschiedlicher Materialqualität und Verarbeitungsqualität. Beides hat jedoch einen wesentlichen Einfluss auf die Standzeit und somit Verfügbarkeit des Schweißbrenners und damit auf den gesamten Schweißprozess.
Das Stromdüsenmaterial für das Schweißen besteht üblicherweise aus E-Cu (Elektrolytkupfer) oder CuCrZr (Kupfer-Chrom-Zirkonium). Um sehr hohe Standzeiten zu erzielen, kommen zum Teil auch Spezialvarianten wie die HDS (Heavy Duty Silver)-Stromdüsen von ABICOR BINZEL zum Einsatz. Diese haben einen Innenkern aus besonders verfestigtem Kupfer und dadurch eine höhere Härte als beispielsweise E-Cu. Die Silberbeschichtung reduziert zusätzlich die Spritzeranhaftung.
Die E-Cu-Stromdüse gewährleistet eine sehr gute Stromübertragung und eine gute Wärmeleitung sowie elektrische Leitfähigkeit. Sie hat sehr gute Prozesseigenschaften, ist jedoch weniger verschleißfest.
Die CuCrZr-Stromdüse ist durch die Legierungselemente Chrom und Zirkonium sehr hart und thermisch hoch belastbar. Ihr Stromübergang ist dagegen ein wenig schlechter. Sie bietet gute Prozesseigenschaften bei niedrigem Verschleißgrad.
Minderwertige Stromdüse:
Raue Oberfläche im Bereich der Bohrung
Hochwertige Stromdüse:
Glatte Oberfläche im Bereich der Bohrung
Die HDS-Stromdüse hat durch ihren besonderen Innenkern eine höhere Härte und ist dadurch extrem wärmebeständig. Sie ist bei hohen Strömen und/oder einer hohen Einschaltdauer gefragt, wo teilweise auch CuCrZr-Stromdüsen an ihre Grenzen kommen.
Bei den Preisen für Stromdüsen am Markt gibt es große Unterschiede – so auch in der Qualität. Billige Stromdüsen werden meist aus minderwertigem Kupfer mit einem geringen Reinheitsgrad hergestellt, was wegen seiner niedrigeren Härte eine schlechte thermische und ebenso eine schlechte elektrische Leitfähigkeit aufweist. Dieses kann zu vorzeitigem Verschleiß führen. Markenhersteller dagegen haben einen zertifizierten Fertigungsprozess, der stetig überwacht wird und auch nur hochwertiges Material für die Fertigung der Stromdüsen zulässt. So bietet beispielsweise ABICOR BINZEL mit dem Hochgeschwindigkeits-Tiefbohrverfahren immer gleichbleibend hohe Qualität.
Hochwertige Stromdüsen zeichnen sich durch ihre Gesamtgeometrie, eine präzise, zentrierte Bohrung mit guter Oberfläche und die gut verarbeiteten Gewindeanschlüsse aus.
Doch selbst eine hervorragend verarbeitete Stromdüse aus gutem Material verschleißt mit der Zeit – gerade, wenn man bedenkt, dass abhängig von ihrem Einsatz mehrere Kilometer Draht am Tag durch eine Stromdüse laufen können. Zwar gibt es Drähte, die eine Stromdüse nicht so schnell verschleißen lassen, doch letztendlich verschleißt jede und muss ersetzt werden.
Verschleißerscheinungen bei Stromdüsen und deren Ursachen
Eine verschlissene Stromdüse zeigt unterschiedliche Merkmale auf: Veränderungen der Farbe oder auch Form durch übermäßige Ablagerungen von Schweißspritzern, oval geformte oder eiförmige Bohrungsöffnungen durch Abrieb des Materials durch den Draht, Unebenheiten an der Bohrungsöffnung bis hin zu verstopften Bohrungen.
Drahtfestbrenner
Beim Einsatz gerader Brennerhälse, wie sie oftmals bei Maschinen- oder Roboterbrennern verwendet werden, kommt es häufig zu Kontaktierungsproblemen in der Stromdüse. Bei Verwendung von Drahtfässern wird das Problem durch den geringeren Drall des Drahts noch verstärkt. Weil die Anlagefläche des Drahts wechselt, entstehen sogenannte Mikrolichtbögen innerhalb der Stromdüse. Diese verursachen einen schnelleren Verschleiß der Stromdüse, weil dadurch ihre prozessrelevanten Eigenschaften verloren gehen. Dies kann so weit führen, dass der Prozess instabil wird. In einem solchen Fall kommt es leicht zu sogenannten Rückbrennern des Drahts bis zur Stromdüse. Statt am Werkstück zündet der Draht nun in der Stromdüse einen Lichtbogen und verschmilzt mit der Innenseite der Stromdüse. Als Folge entstehen Festbrenner und damit vermeidbare Ausfallzeiten. Kommt es zu einer leitenden Verbindung zwischen Draht und Schweißgut, resultiert daraus gar ein Kurzschluss und der gesamte Schweißbrenner kann zerstört werden. Bei den Stromquellen der neueren Generation ist die Gefahr eines Kurzschlusses durch Schweißspritzerbildung jedoch nicht mehr gegeben.
Gebogene Brennerhälse helfen, die vorgenannten Probleme zu minimieren oder ganz zu vermeiden.
Kommen Drahtfestbrenner häufiger vor, kann es sein, dass die Stromdüse nicht für den Drahtdurchmesser geeignet ist. Manche Unternehmen haben für einige Schweißanwendungen zu große Stromdüsen im Einsatz. Sie wollen die Lagerhaltungskosten reduzieren oder übersichtlicher halten und legen für einige Anwendungen größere Stromdüsen bereit. Es ist nicht selten, dass an einem Schweißarbeitsplatz zwei unterschiedliche Drahtdurchmesser verwendet werden, um ein Werkstück zu schweißen – jedoch nur eine Stromdüsengröße eingesetzt wird. Eine solche Praxis ist jedoch eher schädlich als nützlich, denn durch häufigeren Wechsel der vorzeitig verschlissenen Stromdüsen verkürzen sich die Standzeiten. Die Zeiten für das Beseitigen von möglichen Drahtfestbrennern und die verkürzten Standzeiten lassen die Kosten steigen.
Eine qualitativ hochwertige Stromdüse – ob aus Kupfer oder einer Kupferlegierung – sollte in der Lage sein, mehrere Kilogramm bzw. mehrere Rollen Draht zu schweißen. Sollte dieses Ergebnis nicht erreicht werden, empfiehlt es sich, die Anwendung zu überprüfen.
Ovale/eiförmige Bohrung
Ist die Stromdüsenbohrung nicht mehr rund, sondern eiförmig oder oval, ist sie mit großer Wahrscheinlichkeit schon lange im Einsatz. Diese Form zeigt eindeutig eine einseitige Abnutzung bzw. Abtragung durch die Drahtführung. Schweißdraht ist entweder auf Spulen gewickelt oder als sogenannter Endlosdraht in Fässer gelegt. Jeder so gebogene Draht hat einen natürlichen Drall, der beim Eintritt in die Stromdüse stetig an ein und derselben Stelle reibt und Partikel abträgt. Selbst bei bester Vorbereitung der Verschleißteile durch Trennspray werden diese zwar vor Spritzeranhaftung geschützt, jedoch nicht vor stetigem Abrieb durch den Schweißdraht. Sobald die Stromdüsenbohrung nicht mehr rund ist, sollte die Kontaktdüse ausgetauscht werden, denn sie befördert den Draht nicht mehr so präzise in den Prozess wie gewünscht.
Verfärbung der Stromdüse
Verfärbungen am Stromdüsenkörper zeugen von starken Temperatureinwirkungen wie z.B. durch übermäßige Hitze. Hier wurde die thermische Belastbarkeit erreicht bzw. überschritten.
Eine violett-blaue Verfärbung des Stromdüsengewindes ist ein Indiz dafür, dass hier hohe Temperaturen am Werk gewesen sein müssen. Eine Überhitzung der Stromdüse wird verursacht, wenn diese nicht fest genug auf dem Düsenstock oder Gasverteiler angezogen wird, der Strom aufgrund des hohen Widerstands nur schlecht übertragen werden kann und die Wärme nicht abgeführt werden kann. Das Material der Stromdüse wird durch zu hohe Temperaturen geschädigt. Aus diesem Grund laufen nicht ausreichend angezogene Stromdüsen Gefahr, frühzeitig zu verschleißen.
Die Stromdüse sollte mithilfe eines geeigneten Werkzeugs wie z.B. dem ABICOR BINZEL Mehrfachschlüssel festgezogen werden. Zur Übertragung des Stroms und dem Abtransport der Wärme ist es wichtig, dass die Stromdüse am Absatz zum Düsenstock flächig anliegt und die Gewindeflanken einen ausreichenden Kontakt haben.
Zusetzen/Verstopfen der Stromdüse
Speziell bei weicheren Drähten aber teilweise auch bei verkupferten Massivdrähten wird beim Transport des Drahts durch das Schlauchpaket beständig Material abgerieben. Dies gelangt über die Zeit bis zur Stromdüse und kann diese verstopfen. Der Drahttransport wird dann gebremst bzw. im Extremfall gestoppt und es kommt zu sogenannten Drahtnestern im Bereich des Drahtvorschubs, da immer weiter Draht nachgefördert wird. Ein stockender Draht kann aber auch zu Drahtfestbrennern führen. Abhilfe schafft hier regelmäßiges Ausblasen der Drahtseele mit Pressluft und regelmäßiger Austausch der Stromdüse.
Vorzeitiger Austausch der Stromdüse
Bei Schweißaufträgen gibt es besonders bei automatisierten Prozessen auch Vorgaben, die Stromdüse nach Werkstück Nummer X zu wechseln. Dieser Vorgehensweise fallen sicher auch einwandfreie Kontaktdüsen zum Opfer und werden durch eine neue ausgetauscht. Die Kosten einer Unterbrechung des Prozesses durch eine verschlissene Stromdüse und die möglichen Nacharbeitskosten übersteigen die Kosten für die zusätzlich benötigten Stromdüsen in der Regel jedoch deutlich. Allerdings gibt es durchaus auch die schlechte Angewohnheit unter den Schweißern, die Stromdüse vorzeitig zu wechseln. So haben es sich Schweißer beispielsweise angeeignet, nach jeder Pause oder z.B. nach jedem fünften Werkstück die Stromdüse zu wechseln, um sicherzustellen, dass sie mit einwandfreien Verschleißteilen arbeiten. Sicher ist dies manchmal auch nötig, wenn man einen stark abrasiven Draht verarbeitet, oder wenn durch starke Spritzeranhaftung die Gefahr von Drahtfestbrennern besteht.
Es ist jedoch empfehlenswert, auf sichtbare Anzeichen von Verschleiß zu achten, als einfach nur davon auszugehen, dass das entsprechende Teil unbrauchbar ist. Schließlich möchte niemand gerne unnötigerweise die Produktivität senken und die Kosten in die Höhe treiben.
Wurde eine qualitativ hochwertige Stromdüse in der zum Draht und der Schweißanwendung passenden Größe gewählt, kann es sehr lange dauern, bis sie verschlissen ist. So ist es nicht selten, dass man mit einer Stromdüse beim manuellen Schweißen mehrere Spulen Draht verschweißen kann.
Auf den Punkt
Ursachen, die zu einem vorzeitigen Verschleiß der Stromdüse führen & Erste-Hilfe-Tipps
1. Schlecht eingestellter Prozess – Festbrenner.
- Optimieren Sie die Prozessparameter.
2. Schlecht eingestellter Prozess – hohe Spritzerbildung, die im vorderen Bereich der Stromdüse anhaften.
- Lässt sich die Einstellung der Prozessparameter nicht weiter verbessern, verwenden Sie beschichtete Stomdüsen, die die Anhaftung reduzieren, wie z. B. versilberte Stromdüsen.
3. Mangelnde Qualität der Stromdüse mit schlecht gefertigter Innenbohrung und minderer Werkstoffqualität.
- Wechseln Sie zu einem Qualitätshersteller.
4. Schlechte Drahtqualität – stark abrasiv wirkende Drahtzusatzwerkstoffe. Oft auch durch schlechte Oberflächenqualität.
- Lässt sich die Drahtqualität nicht weiter verbessern, kann durch einen härteren Stromdüsenwerkstoff der Verschleiß vermindert werden. Wechseln Sie auf CuCrZr oder HDS.
5. Die falsche Stromdüse wurde gewählt, der Bohrungsdurchmesser passt nicht zum Drahtdurchmesser.
6. Die Stromdüse ist überhitzt.
- Achten Sie vor Arbeitsbeginn auf einen festen Sitz.
- Passen die angegebenen Leistungsdaten zu den Schweißparametern oder wird der Brenner überlastet.
- Verwenden Sie einen flüssiggekühlten Brenner, überprüfen Sie den Kühlkreislauf.
Durch Schläge beschädigter Brennerhals
Der Brennerhals ist das Bauteil am Schweißbrenner, durch den der Schweißdraht und das Schutzgas in den Prozess geführt wird. Gleichzeitig gewährleitet er die Stromübertragung zur Stromdüse und sorgt dafür, dass die Wärme aus dem Prozess möglichst schnell abgeleitet wird. Wie alle Teile am Schweißbrenner ist auch der Brennerhals eine sehr robuste Komponente. Vielleicht wird er auch gerade deswegen gerne beispielsweise als Hammer zweckentfremdet, um beim Schweißen Bauteile einzupassen. Hierbei wird leider manchmal vergessen, dass je nach Intensität des Schlagens erhebliche Schäden am Brennerhals entstehen können.
Je nach Brennertyp und Hersteller besteht das Äußere des Brennerhals aus beschichtetem Stahl, Edelstahl, Messing oder einer Kunststoffumhüllung. Zwischen Außenrohr und den inneren stromführenden Teilen befindet sich eine Isolierung.
Flüssiggekühlte Brennerhälse sind durch ihre zusätzlichen Kanäle für den Vor- und Rücklauf der Kühlflüssigkeit empfindlicher als luftgekühlte. Wird mit dem flüssiggekühlten Brennerhals gehämmert oder auf einen Gegenstand geschlagen, um zum Beispiel Spritzeranhaftungen in und an der Gasdüse abzuklopfen, kann es zu Schäden kommen, die den Kühlmittelfluss einschränken und zu einer Überhitzung des Brenners führen. Besonders Schlagstellen und Verformungen am Brennerhals sind hier kritisch. Im Gegensatz zu einem komplett blockierten Kühlmittelfluss wird ein verringerter Kühlmittelfluss nicht von den Stromquellen erkannt und als Fehler angezeigt. Als Folge wird der Brenner mit Kühlflüssigkeit unterversorgt und somit nicht mehr vor Überhitzung geschützt.
Gebrochene Isolationshülse
Isolationshülse
Die Isolationshülse am vorderen Ende des Brennerhalses ist eins der ersten Bestandteile, das bei unsachgemäßem Hämmern oder Schlagen des Brennerhalses brechen kann. Passiert dies, entsteht ein Kurzschluss, der als Micro Arcing – Mikrolichtbogen – innerhalb des Brennerhalses bezeichnet wird und zu Lochbildung führen kann. Ist die Schlagkraft besonders stark, kann sogar das Außenrohr des Brennerhalses verbogen und die darunterliegende Isolation beschädigt werden, was wiederum Kurzschlüsse hervorruft.
Weil man um das Handling und die Zweckentfremdung der Brennerhälse weiß, bieten Brennerhersteller entsprechend robuste Schweißbrenner an. Bei den sogenannten Werften-Brennern aus der ABIMIG®-Linie von ABICOR BINZEL ist das Außenrohr besonders widerstandsfähig gegen härtere Arbeits-und Umgebungsbedingungen sowie einen etwas raueren Umgang mit dem Brennerhals.
Gasdüsensitz
Es gibt Schweißbrenner mit gesteckter und Ausführungen mit geschraubter Gasdüse. Bei gesteckten Gasdüsen empfiehlt es sich – besonders dann, wenn die Gasdüse häufig gewechselt, getauscht oder verdreht wird – auf den Gasdüsensitz zu schauen. Hier können Verschleißerscheinungen auftreten, die einen Wechsel des Brennerhalses notwendig machen. Ein sicheres Zeichen für einen nötigen Wechsel des Brennerhalses ist eine nicht mehr festsitzende Gasdüse.
O-Ringe
Insbesondere bei wechsel- und drehbaren Brennerhälsen von flüssiggekühlten Schweißbrennern sind die O-Ringe an den Schnittstellen zwischen Handgriff und Brennerhals ein Bestandteil, der gewartet werden muss. Um ein Abscheren beim Wechsel eines Brennerhalses zu verhindern, was bei trockenen O-Ringen passieren kann, müssen diese immer leicht eingefettet werden.
Düsenstock
Schweißbrenner gibt es in Ausführungen mit wechselbarem Düsenstock sowie mit fest eingelötetem Düsenstock. Vorteil eines festen Düsenstocks ist die bessere Wärmeableitung gegenüber einem wechselbaren Düsenstock, was den Schweißbrenner auch höher belastbar macht. Nachteil ist eine geringere Einsatzdauer des Brennerhalses, denn mit jedem Wechsel der Stromdüse verschleißt auch das Gewinde des Düsenstocks – der nicht ausgetauscht werden kann. Ist das Gewinde des Düsenstocks nicht mehr ganz einwandfrei, bereitet dies noch keine Probleme, solange die Schulter der Stromdüse noch anliegt, denn der Strom kann noch flächig übertragen werden. Ist auch das nicht mehr gegeben, hilft nur noch der Austausch des Brennerhalses als Ganzes.
Flüssiggekühlte Schweißbrenner
Im hochamperigen Bereich sind die Ansprüche an die Kühlung des Schweißbrenners ebenfalls hoch. Je nach Brennertyp wird die Kühlflüssigkeit im Brennerhals unterschiedlich geführt. Manche Schweißbrenner – wie der ABIMIG® GRIP W 555 von ABICOR BINZEL – besitzen sogar einen Zweikreis-Kühlkreislauf. Generell kann man sagen: Je komplexer der Kühlkreislauf, desto komplexer ist der vordere Aufbau des Brennerhalses.
Ein flüssiggekühlter Brennerhals wird leicht durch Überhitzung geschädigt. Ein typischer Auslöser hierfür ist, dass sich beim Start des Schweißprozesses noch Luft im System befindet. Nach dem Schweißen zieht sich die Kühlflüssigkeit bekanntermaßen aus Brennerhals und Schlauchpaket mit der Zeit in das Kühlgerät zurück. Wird mit einem völlig »leergelaufenen« Brenner direkt hochamperig losgeschweißt, bedeutet dies eine enorme Temperaturbelastung für den Schweißbrenner. Daher ist es ratsam, vor dem Schweißen ein paar Sekunden zu warten, um sicherzustellen, dass die Kühlflüssigkeit auch ganz vorne im Brennerhals angekommen ist.
Manchmal ist auch nicht genügend Kühlflüssigkeit im Kühlgerät, daher muss ebenso der Kühlflüssigkeitspegel in regelmäßigen Abständen überprüft werden. Von Zeit zu Zeit sollte die Kühlflüssigkeit auch aufgrund von Verschmutzungen der Flüssigkeit getauscht werden. Partikel in der Kühlflüssigkeit können sich in Kanälen im Brennerhals festsetzen und so den Durchfluss reduzieren.
Warum zur Brennerkühlung niemals Wasser, sondern nur Kühlmittel verwendet werden sollte, wird im Kapitel »MIG/MAG-Schweißbrenner-Schlauchpaket« genau erläutert.
Luftgekühlte Schweißbrenner
Temperaturschäden durch Überhitzung treten bei luftgekühlten Schweißbrennern meist dann auf, wenn länger mit höheren Parametern als für den Brenner zulässig geschweißt wird. Die zulässige Belastung ist meist für 35 % oder 60 % Einschaltdauer angegeben. Sichtbar wird die Überlastung durch die bereits erwähnten Verfärbungen an den Verschleißteilen. Bei ganz extremer Belastung durch Wärme treten sogar am Brennerhals Verfärbungen auf. Aus diesem Grund ist es unumgänglich, einen für die Aufgabe geeigneten Schweißbrenner einzusetzen und diesen auch nicht über seine technischen Leistungsgrenzen hinaus zu belasten. Im Zweifel ist es besser, auf den nächst Größeren oder auf einen passenden flüssiggekühlten Schweißbrenner zurückzugreifen.
Jeder weiß, dass es reine Glückssache ist, danach noch einen einwandfrei funktionierenden Brenner zu haben, trotzdem kommt es in der Praxis vor: Brennerhälse werden in einem Schraubstock eingespannt und selbst gebogen. Das ist ein absolutes No-Go! Die größte Gefahr bei einem solchen Vorgehen ist die Beschädigung von stromführenden Teilen oder der Isolation.
Gute Schweißbrennerhersteller bieten für besondere Herausforderungen spezielle Brennerhälse mit verschiedensten Winkeln und Längen an. Insbesondere wenn man wiederkehrend in einer bestimmten Position schweißt, macht es durchaus Sinn, sich einen Sonderbrenner anfertigen zu lassen. Auch um schwer zugängliche Stellen in der erforderlichen Qualität schweißen zu können, sind oftmals Brennerhälse mit vom Standard abweichenden Geometrien erforderlich. Manche Anbieter haben mögliche Sonderbrennerlösungen bereits in ihrem Standardportfolio. ABICOR BINZEL bietet mit der ABIMIG®-Linie dreh- und wechselbare sowie sogar flexible Brennerhälse an. Bei den wechselbaren Brennerhälsen kann innerhalb von wenigen Sekunden der Brennerhals getauscht werden. Die flexiblen Brennerhälse können durch den Schweißer vor Ort an die unterschiedlichen Erfordernisse individuell angepasst werden.
Auf den Punkt
Ursachen, die zu einem vorzeitigen Verschleiß des Schweißbrennerhalses führen & Erste-Hilfe-Tipps
1. Zweckentfremdung des Brennerhalses als Hammer – Verformungen entstehen, die zu Unterversorgung des Schweißbrenners mit Kühlmittel und als Folge zu Überhitzung führen. Auch die Isolationshülse kann brechen.
- Vermeiden Sie Missbrauch des Brennerhalses
2. Locker sitzende Gasdüse – durch häufiges Wechseln der Gasdüse, kann der Gasdüsensitz verschlissen sein.
- Wechseln Sie den Brennerhals aus.
3. Brennerhals wird eigenständig gebogen – stromführende Teile werden beschädigt – höchste Gefahr!
- Fragen Sie bei Ihrem Brennerhersteller nach gebogenen Brennerhälsen. Für spezielle Anwendungen gibt es Sonderbrennerhälse oder sogar flexible Brennerhälse.
4. Bei flüssiggekühlten Brennern mit Wechselhals: O-Ringe an den Schnittstellen zwischen Handgriff und Brennerhals sind zu trocken und scheren ab.
- Fetten Sie die O-Ringe beim Wechsel der Brennerhälse.
5. Schweißbrenner überhitzt – es zeigen sich Verfärbungen Gasdüse und/oder am Brennerhals.
- Setzen Sie nur einen für die Aufgabe geeigneten Schweißbrenner ein. Verwenden Sie im Zweifel einen Schweißbrenner mit höherer Leistungsangabe.
- Reduzieren Sie die Einschaltdauer.
- Untersuchen Sie bei flüssiggekühlten Brennern den Kühlkreislauf auf Fehler
6. Schweißbrenner überhitzt – reduzierter Kühlmitteldurchfluss. Die Kühlmittelleitungen am Maschinenanschluss sind abgeknickt.
- Überprüfen Sie den Kühlflüssigkeitspegel und tauschen Sie verschmutzte Kühlflüssigkeit aus. Elektrokorrosionspartikel setzen sich ab und verstopfen die Kanäle. Verwenden Sie nie Wasser als Kühlflüssigkeit!
7. Schweißbrenner überhitzt – im Kühlsystem befindet sich Luft.
- Geben Sie der Kühlflüssigkeit vor dem Schweißen der Kühlflüssigkeit genügend Zeit, ganz vorne im Brennerhals anzukommen und das gesamte System zu durchfließen.
- Vor- und Nachlaufzeit am Schweißgerät prüfen.
Das Schlauchpaket eines Schweißbrenners dient als Verbindung zwischen Brennerhals und Schweißstromquelle, um den Brenner mit Strom, Gas, Draht und bei flüssiggekühlten Schweißbrennern auch mit Kühlmittel zu versorgen. Meist liegt das MIG/MAG-Schlauchpaket auf dem Boden, wird beim Schweißen gezogen, geschoben, weggekickt, umgelegt, über scharfe Kanten gelegt und gezogen, bekommt Schnitte ab oder wird gequetscht, weil der Gabelstapler darüberfährt … die stetige Belastung hinterlässt ihre Spuren. Diese sind nicht nur äußerlich sichtbar, auch innerhalb des Schlauchpakets können durch solch harte Beanspruchung Kabel gequetscht oder geklemmt werden und an den Verbindungsstellen brechen oder abreißen.
Bei extremen Biegungen oder Quetschungen eines luftgekühlten Schlauchpakets nehmen die feinen Kupferleitungen innerhalb des Bikox®-Kabels Schaden. Ein Querschnitt durch ein luftgekühltes Schlauchpaket verdeutlicht dies.
Innerhalb eines luftgekühlten Schlauchpakets verläuft vom Zentrum aus betrachtet der Schlauch für die Gaszufuhr mit der Führungsspirale für den Draht, der dann von den Kupfersträngen und den Leitungen für den Brennerschalter oder je nach Brennertyp zusätzlichen anderen Signalleitungen umgeben ist. All diese Komponenten sind mit einer Isolationsschicht ummantelt. Bei übermäßigem Biegen oder Quetschen reißen jedes Mal ein paar der feinen Kupferleitungen ab, der Widerstand erhöht sich. Dies ist zwar ein natürlicher Verschleiß, der jedoch durch unsachgemäßen Gebrauch erheblich beschleunigt wird.
Schlauchpaketlänge
Nicht selten sieht man an Schweißarbeitsplätzen in Produktionsbetrieben Schweißbrenner, die mit zu langen oder zu kurzen Schlauchpaketen ausgestattet sind. Zu lang gewählte Schlauchpakete sind nicht nur störend und liegen oft im Weg, sie sind auch für den Schweißer schwerer im Handling und können zu Drahtförderproblemen führen.
Gute Schweißbrenner-Hersteller arbeiten bei der Entwicklung ihrer Schlauchpakete stetig daran, deren Gewicht zu reduzieren, indem sie spezielle Materialien einsetzen. Doch ein leichtes Schlauchpaket in 5 Metern Länge hat trotzdem mehr Gewicht als dasselbe Schlauchpaket in 4 Metern Länge. Ein genauer Blick auf die Schweißaufgabe lohnt sich. Oft genügt eine Schlauchpaketlänge von 4 oder sogar 3 Metern.
Die Wahl der richtigen Schlauchpaketlänge hat neben der besseren Handlichkeit für den Schweißer ebenso Einfluss auf die Performance des kompletten Schweißequipments. Ist das Schlauchpaket zu lang, legt es sich leicht in Schleifen (Loops), wickelt sich um Tischbeine oder andere Teile auf dem Boden und erschwert den Drahtvorschub. Die Folge dessen kann ein vorzeitiger Verschleiß der Kabel oder der Drahtführung sein.
Ein zu kurzes Schlauchpaket stellt ebenfalls eine Belastung für die innenliegenden Kabel und die Verbindungsstellen dar – zum Brennerhals auf der einen Seite und zur Stromquelle auf der anderen Seite. Bei stetigem Zug auf die Komponenten können an beiden Schlauchpaketenden die Steuerleitungen und der Stromanschluss beschädigt werden oder gar reißen. Ein solcher Zugeffekt entsteht genauso durch unsachgemäßes Ziehen am Schlauchpaket, um die Stromquelle an einen anderen Platz zu bewegen.
Bei einem flüssiggekühlten Schweißbrenner kann es unter Zugspannung zum Abreißen der Vor- und Rücklaufschläuche für das Kühlmittel kommen. Ein Totalausfall des Schweißbrenners ist somit vorprogrammiert.
Das Schlauchpaket darf also nicht zu kurz und nicht zu lang gewählt werden.
Gefahrenquelle durch beschädigtes Schlauchpaket
Richtiges Ablegen eines Schlauchpakets
MIG/MAG-Schweißer gehen nicht gerade zimperlich mit ihrem Equipment um. Gerade deswegen ist es wichtig, den Schweißer für sein Arbeitsgerät, den Schweißbrenner, zu sensibilisieren. Um die Funktionsfähigkeit eines Schlauchpakets so lange wie möglich zu erhalten, ist ein sorgsamer Umgang unumgänglich. Dazu gehört, das Schlauchpaket vor herabfallenden Teilen zu schützen sowie vor Überfahren durch Gabelstapler & Co., vor Quetschen oder Knicken durch unachtsam abgelegte Teile und vielem ähnlichem mehr.
Wird das Schlauchpaket vor dem Schweißvorgang abgelegt, sollte ein übermäßiges Knicken unbedingt vermieden werden. Jedes Abknicken und jede zusätzliche Schlaufe hindert einen reibungslosen Drahtvorschub, der für einen flüssig laufenden Schweißprozess jedoch Grundvoraussetzung ist.
Ein Überzugschlauch als zusätzlicher Schutz ist in Deutschland bzw. Europa nicht so stark gefragt und verbreitet wie vergleichsweise auf dem amerikanischen Markt oder im Mittleren Osten. Es gibt verschiedene Arten von Überzugschläuchen für Schlauchpakete, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen können, wie zum Beispiel Leder oder Kevlar. Bei ordnungsgemäßer Anwendung können sie die Nutzungsdauer des Schlauchpakets erheblich verlängern.
Ein zusätzlicher Überzugschlauch bedeutet natürlich auch mehr Gewicht und höhere Steifigkeit des Schlauchpakets. Auf der anderen Seite bedeutet er längeren Schutz, was vor allem dort sinnvoll ist, wo sich äußerliche Beanspruchung nicht vermeiden lässt.
Überzugschläuche aus Leder werden ebenso bei Schweißrauch-Absaugbrennern eingesetzt. So auch bei den RAB GRIP, RAB GRIP HE 2, xFUME® PRO und xFUME® COMPACT von ABICOR BINZEL, die alle als Standard auf ca. 2/3 der Gesamtschlauchlänge mit einem Leder-Überzugschlauch ausgestattet sind. Dieser setzt direkt am Knickschutz an und verhindert, dass der Absaugschlauch hängen bleiben oder eingeschnitten werden kann, wenn er über scharfe Kanten gezogen wird.
Ein leider oft vernachlässigtes Thema bei der Wartung eines Schweißbrenners ist die Wartung der Kühlflüssigkeit. Was nämlich nicht bedacht wird: Auch ein Kühlmittel altert. In manchen Betriebsanleitungen wird empfohlen, das Kühlmittel einmal im Jahr auszutauschen. Ist ein Schweißbrenner regelmäßig und lange in Gebrauch, kann bei einem einjährigen Rhythmus die empfohlene Leitfähigkeit (Einheit = Siemens pro Meter oder Mikrosiemens pro Zentimeter) allerdings bereits überschritten sein.
Im Schnitt lautet die Empfehlung, Kühlmittel je nach Einsatzhäufigkeit und Einschaltdauer des Brenners zwischen einmal pro Monat und einmal im Quartal auf seine Leitfähigkeit zu prüfen. Für jedes Schweißverfahren gibt es Leitwerte, bei dessen Erreichen das Kühlmittel ausgetauscht werden muss. Diese sind:
- MIG/MAG: über 350 µS/cm
- WIG: über 250 µS/cm
- Plasma: über 30 µS/cm
Der Markt bietet Messgeräte zum Messen der Kühlmittelleitfähigkeit. Eins davon ist das Primo 5 von Hanna Instruments, das auch ABICOR BINZEL anbietet. Für den Leitfähigkeitstest wird einfach das Messgerät in den Kühlmittel-Einfüllstutzen am Kühlgerät oder der Stromquelle eingetaucht. Das Ergebnis kann dann auf dem Display des Messgeräts abgelesen werden. Hierbei bitte auch unbedingt daran denken, das Messgerät regelmäßig zu kalibrieren.
Bestimmung der Leitfähigkeit mit dem Primo 5
Warum nicht Wasser als Kühlmittel für den Schweißbrenner?
Abhängig von seiner Quelle hat Wasser unterschiedliche Leitfähigkeiten für die Übertragung von Elektrizität. Reinstwasser hat praktisch keine Leitfähigkeit, weil es so gut wie keine Fremdstoffe enthält, die das Wasser erst leitfähig machen. Im Wasser gelöste Stoffe wie Chloride, Sulfate und Carbonate machen auf diese Weise Leitungswasser zu einem hervorragenden elektrischen Leiter. Wird nun beispielsweise Leitungswasser als Kühlmittel für einen Schweißbrenner verwendet und Strom fließt durch das Wasser im Brennersystem, kommt es zu einer chemischen Reaktion. Im Kühlkreislauf eines Schweißbrenners kommen viele verschiedene Werkstoffe mit unterschiedlichen elektrochemischen Potenzialen zum Einsatz, die unter Einwirkung von Wasser reagieren: »unedlere« Werkstoffe wie beispielsweise Messing lösen sich auf und werden in Richtung »edlerer« Werkstoffe wie z.B. Kupfer transportiert. So lösen sich kleinste Bestandteile von stromführendem Kabel, Anschlüssen, Kühlleitungen etc. und setzen sich im Schweißbrenner fest mit dem Ergebnis, dass der Brenner ausfällt.
Leitungswasser als Kühlmittel in einem Schweißbrennersystem zerstört allerdings nicht nur den Brenner. Auch die Stromquelle und alle anderen involvierten Teile sind dem Zersetzungsprozess ausgesetzt. Wasser als Kühlmittel ist also auf keinen Fall empfehlenswert!
Lesen Sie dazu auch unseren Blogartikel »3 Gründe gegen Wasser als Kühlmittel für Ihr Schweißgerät«
Auf den Punkt
Ursachen, die zu einem vorzeitigen Verschleiß des Schlauchpakets führen & Erste-Hilfe-Tipps
1. Zu starkes Biegen oder Ziehen des Schlauchpakets – feine Kupferleitungen reißen und erhöhen den elektrischen Widerstand der Stromführung. Steuerleitungen an den Schlauchpaketenden sowie der Stromanschluss können beschädigt werden.
- Sorgen Sie für eine lockere Platzierung des Schlauchpakets.
- Wählen Sie eine optimale Schlauchpaketlänge.
- Vermeiden Sie Ziehen und Zerren und bewegen Sie die Stromquelle nicht mithilfe des Schlauchpakets.
2. Schlauchpaket wird gequetscht oder abgeknickt – kein reibungsloser Drahtvorschub gewährleistet.
- Legen Sie das Schlauchpaket achtsam ab und platzieren Sie es außerhalb anderer Aktionsräume.
3. Überhitzung des Schlauchpakets bei flüssiggekühltem Brenner – Drahtförderschlauch oder Ummantelung des Stromkabels zeigen Hitzeschäden oder reduzierter Kühlmitteldurchfluss, Kühlmittelleitungen am Maschinenanschluss sind abgeknickt.
- Überprüfen Sie den Kühlflüssigkeitspegel und tauschen Sie verschmutzte Kühlflüssigkeit aus. Elektrokorrosionspartikel setzen sich ab und verstopfen die Kanäle. Verwenden Sie nie Wasser als Kühlflüssigkeit!
4. Überhitzung des Schlauchpakets bei flüssiggekühltem Brenner – im Kühlsystem befindet sich Luft.
- Geben Sie der Kühlflüssigkeit vor dem Schweißen genügend Zeit, ganz vorne im Brennerhals anzukommen und das gesamte System zu durchfließen.
- Vor- und Nachlaufzeit am Schweißgerät prüfen.
Die Aufgabe der Führungsspirale ist es, den Draht aus dem Drahtvorschubgerät aufzunehmen und ihn gleichmäßig und mit möglichst wenig Reibung durch das Schlauchpaket und den Brennerhals bis hin zur Stromdüse und von dort in den Prozess zu führen. Alle MIG/MAG-Schweißbrenner haben ein solches Drahtfördersystem. Die Führungsspirale – andere verwendete Begriffe sind Drahtseele, Liner oder Drahtführungsseele – ist ein Verschleißteil.
Bei Drahtseelen und Führungsspiralen ist das Führungselement generell eine Stahlspirale. Wer von Neckliner spricht, meint den Teil der Drahtführung durch den Brennerhals (engl. Neck: Hals), der beispielsweise in drehbaren und wechselbaren Brennerhälsen benutzt wird. Ein Neckliner ist meist eine reine Metallspirale, weil dieser Teil direkt am Prozess ist und große Hitze aushalten muss. Kunststoff-Liner sind vergleichsweise glatt und gleichzeitig flexibel, was eine reibungsarme Drahtführung gewährleistet. Kombiliner werden wegen ihrer Kombination aus Kunststoffliner und aufgesetzter Messingspirale und der daraus resultierenden guten Drahtführung und hohen Wärmebeständigkeit am Brennerkopfende eingesetzt.
Jeder Draht hat seine Besonderheiten und ist individuell reibungsintensiv. Dies bedeutet, dass man die Eigenschaften der Drähte, mit denen man schweißen möchte, gut kennen muss, um die richtige Führungsspirale auswählen zu können.
Eigenschaften der unterschiedlichen Schweißdrähte
Die im Folgenden abgebildete Tabelle stellt die Eigenschaften der gängigsten Schweißdrähte dar:
| Art des Drahtes | Reibungsintensivität |
|---|---|
| Blank | wenig reibungsintensiv |
| Verkupfert | wenig bis mittelmäßig reibungsintensiv |
| Aluminium | stark reibungsintensiv |
| CuSi | stark reibungsintensiv |
| Fülldrähte | je nach Falzung und Oberfläche stark bis sehr stark reibungsintensiv |
Das Drahtmaterial selbst ist ein Einflussfaktor auf die Reibungsintensität. Der Reinheitsgrad der Fertigung mit möglichen Rückständen aus Ziehseife und ähnlichem spielt eine nicht minder große Rolle. Werden diese in den Prozess gebracht, hat das Auswirkungen auf die Qualität der Schweißnaht. Wenn hier wiederholt Probleme mit dem Reinheitsgrad des Drahts auftreten, sollten Sie sich direkt an Ihren Drahtlieferanten wenden.
Um Drahtförderprobleme zu vermeiden, muss zum einen die gewählte Führungsspirale zur Materialoberfläche des Drahts passen. Außerdem muss die Spirale den hohen thermischen Belastungen beim Schweißen standhalten können, ohne dass sie ihre Struktur und Eigenschaft verändert. Aber auch das richtige Größenverhältnis von Schweißdraht zum Durchmesser des Liners ist ein wesentlicher Punkt, der unbedingt beachtet werden muss. Bis zu 95 Prozent der Probleme mit der Drahtführung sind darauf zurückzuführen, dass der falsche Durchmesser der Führungsspirale genutzt wurde.
Bei der Wahl der Führungsspirale sollte man auf jeden Fall deren individuelle Eigenschaften kennen. Im Folgenden sind die wichtigsten Charakteristiken zusammengestellt:
Blanke Stahlspirale
Die Oberfläche dieser Führungsspirale wird mithilfe einer Phosphatierung korrosionsbeständig gemacht und noch dazu zusätzlich geglättet. Diese Verarbeitung nennt man »bondern« und verleiht der blanken Spirale eine hohe Robustheit. Sie eignet sich für wenig reibungsintensive SG-Stahldrähte, verkupfert sowie unverkupfert und für den Einsatz in allen flüssiggekühlten Handschweißbrennern. Für den Einsatz in luftgekühlten Schweißbrennern ist diese Spirale grundsätzlich nicht geeignet.
Isolierte Stahlspirale
Diese vielfältig einsetzbare Führungsspirale besteht aus einem gebonderten (phosphatierten) Federstahl – also einem besonderen Schutz gegen Korrosion – der mit einer Kunststoffisolierung in Blau, Rot oder Gelb ummantelt ist. Sie kann in allen luft- und flüssiggekühlten MIG/MAG-Schweißbrennern mit und ohne separate Drahtführung für Drahtstärken bis 2,4 mm eingesetzt werden. Auch für MIG/MAG-Roboterschweißbrenner. Sie ist ebenso für SG-Stahldrähte verkupfert und unverkupfert geeignet.
Isolierte Stahlspirale BSL
Diese Spiraltypen aus ebenfalls gebondertem Federstahl CrNi blank sind speziell für den Einsatz in Roboterschweißbrennern konzipiert und bieten in den Farben Pink, Blau, Schwarz, Grau, Weiß oder Rot eine feine Größenabstufung. Sie eignen sich für das Fördern von verkupferten und unverkupferten Stahldrähten sowie Edelstahldraht im Standard-MIG/MAG-Schweißen und Impulsschweißen mit Roboterschweißbrennern.
Kunststoffliner PTFE
Ideal für Edelstahl ist dieser Teflon®-Kunststoffliner, denn er besitzt hervorragende Gleitigenschaften. Er kommt in den Farben Blau, Rot oder Gelb, ist bis höchstens 260 °C hitzebeständig und eignet sich ebenso für das Schweißen von Standard-Edelstahldrähten sowie CuSi-Drähten. Wenn Edelstahldraht geschweißt wird, ist es grundsätzlich wichtig, dass kein Kohlenstoffstahl – der Abrieb einer Drahtseele – ins Schweißbad gelangt und somit den Prozess verunreinigt.
Kunststoffliner Kohle-PTFE
Dieser Teflon®-Liner besitzt Graphit als gebundenes Gleitmittel und hat mit seinem Kohlenstoffanteil von bis zu 20 % sehr gute Gleiteigenschaften, weil die Oberfläche reibungsminimiert wird. Die Erkennungsfarbe ist Grau-Schwarz und wird in manuellen sowohl luft- als auch flüssiggekühlten MIG/MAG-Schweißbrennern eingesetzt. Durch seine gute Gleiteigenschaft fördert er hervorragend Aluminiumdrähte und Schweißdrähte mit Sonderlegierungen.
Kunststoffliner BPL
Er gilt in der Tat als Joker für das Schweißen von Aluminiumdrähten, Drähten mit Sonderlegierungen, Fülldraht und Edelstahldraht. Dieser Liner aus Kunststoff mit dem PTFE-Fluor/ Compound PPS O2 (teilkristallines Polyphenylensulfid) bietet mit seinem keramischen Zusatz und der Edelstahl-Einlaufspitze hervorragende Gleiteigenschaften und wird dann gerne eingesetzt, wenn mit anderen Linern Probleme auftreten. Er ist bis 260 °C wärmestabil und kann bei allen luft- und flüssiggekühlten MIG/MAG-Handbrennern für Drahtstärken bis 1,6 mm eingesetzt werden. Farbkennungen sind Orange und Petrol.
Kunststoffliner PA
Seine niedrige thermische Stabilität von nur bis max. 65 °C erlauben den Einsatz dieses Polyamid-Liners ausschließlich als Kombiliner – hier idealerweise in Kombination mit einer Messingspirale, deren Länge möglichst kurz gehalten werden sollte, um die sehr guten Gleiteigenschaften seiner hohen Oberflächenhärte nicht zu reduzieren. Einer kritischen thermischen Belastung wird damit entgegengewirkt. Dieser PA-Liner kann bei allen Schweißdrähten im luft- und flüssiggekühlten MIG/MAG-Schweißen eingesetzt werden – sogar beim CMT™ (cold metal transfer) Prozess von Fronius® oder vergleichbaren Verfahren anderer Hersteller.
Kunststoffliner PA Kombi
Bei dieser Polyamid-Kunststoffseele mit Messingspiralen-Aufsatz kommen die guten Gleiteigenschaften des PA-Liners mit der thermischen Stabilität der Messingspirale zusammen. Diese Kunststoffseele kommt überwiegend in flüssiggekühlten MIG/MAG-Handschweißbrennern zum Einsatz und wird für Stahldrähte, Edelstahldrähte und Fülldraht oder auch als Drahtförderung für das WIG-Kaltdrahtsystem verwendet.
Wie lange Führungsspiralen im Einsatz sein können, hängt von vielen Faktoren ab. Diese beginnen bei der Wahl des richtigen Liners zum verwendeten Schweißdraht und gehen bis hin zu den Antriebsrollen, die den Draht in den Prozess befördern. Im Folgenden erfahren Sie, welche Maßnahmen getroffen werden können, um frühzeitigen Verschleiß der Führungsspiralen vorzubeugen und was bei eintretenden Drahtführungsproblemen die Ursache und deren Lösung sein kann.
Die häufigsten Gründe für einen vorzeitigen Ausfall von Drahtführungssystemen sind:
- Drahtfestbrenner
- Nicht entgratete Kanten beim Zuschneiden
- Falscher Anpressdruck der Antriebsrollen
- Verwendung der falschen Drahtseele/des falschen Materialtyps
- Falsche Größe der Führungsspirale
- Schlechte Drahtqualität mit rauer Oberfläche oder Verschmutzungen
Unter die Standardfehler beim Schweißen fallen ohne Zweifel Drahtfestbrenner. Diese entstehen dadurch, dass sich der Draht innerhalb oder an der Stromdüse festbrennt und ein weiteres Drahtfördern unmöglich macht. Ursachen und Lösungsansätze hierfür können sein:
Der Draht hat zu viel Schlupf im Drahtvorschub und läuft unregelmäßig
Die Andruckrollen müssen fester angezogen werden. Bei jedem Vorschub kann der Druck der Drahtvorschubrollen leicht angepasst werden.
Viel Reibung in der Drahtführung durch zu langes Schlauchpaket
Ist das Schlauchpaket sehr lang, hilft der Einsatz eines Push-Pull-Schweißbrenners. Mithilfe eines im Brennerkörper eingebauten Motors wird der Draht zusätzlich gezogen und kann so mit gleichmäßiger Geschwindigkeit gefördert werden.
Unnötig hoher Reibungswiderstand durch eine falsche Führungsspirale
Die Eigenschaften der unterschiedlichen Führungsspiralen sind direkt vor diesem Unterkapitel erklärt und geben eine gute Hilfestellung für eine richtige Vorauswahl.
Der gesamte Schweißbrenner wird nicht ausreichend gekühlt, die Stromdüse ist dadurch thermisch überlastet. Hierfür kann es mehrere Ursachen geben:
- Der Kühlmittelstand ist zu niedrig und muss aufgefüllt werden.
- Der Kühlmitteldurchlauf ist teilweise blockiert und muss gewartet werden.
- Das Schlauchpaket ist abgeknickt und muss lockerer platziert werden.
- Der allgemeine Verschleißzustand des Schweißbrenners ist zu hoch, der Brenner muss gewartet werden.
- Der Brenner ist überlastet und ein leistungsfähigerer Brenner muss für die Schweißparameter verwendet werden.
- Die falsche Stromdüse wurde verwendet.
- Trifft keine dieser Ursachen zu, sprechen Sie mit Ihrem Schweißfachmann. Für eine thermische Überlastung der Stromdüse können noch weitere Faktoren infrage kommen, die individuell betrachtet werden müssen.
Die Drahtführung ist nicht durchgängig, weil Liner oder Spirale zu kurz abgeschnitten wurden und nicht bündig an der Stromdüse aufliegen
Beim Einschrauben der Stromdüse muss ein leichter Druck am Liner/der Spirale zu spüren sein, dann liegt diese bündig an. Den Gegendruck erreicht man, indem dazu am Zentralanschluss die Überwurfmutter montiert ist.
Beim geraden Brennerhals gibt es eine nur schlechte Kontaktierung zur Stromdüse, Mikrolichtbögen können entstehen und der Draht brennt sich fest
Bei geraden Brennerhälsen in Verbindung mit Drähten mit einer geringen Dressur des Drahtes, wie z.B. bei Fassware, kann der Anlagepunkt in der Stromdüse wechseln. Hierbei kommt es zu einem unruhigen Schweißprozess und es entstehen Mikrolichtbögen, die zu Festbrennern führen können.
Ein Brennerhals mit einer leichten Biegung ermöglicht eine sogenannte Vordressur des Drahts, der dann in der Stromdüse gleichmäßig anliegt und besser kontaktiert. Auch durch ein festeres Anziehen der Drahtvorschubrollen wird der Draht vordressiert.
Zu viele ungewollte Kurzschlüsse führen zu übermäßiger Schweißspritzerbildung
Mit großer Wahrscheinlichkeit sind die Schweißparameter nicht optimal eingestellt. Diese müssen überprüft werden, um Übergangslichtbögen möglichst zu vermeiden.
Jedes Einzelteil an einem MIG-Schweißbrenner hat Verbindungspunkte. Die Drahtführung bildet da keine Ausnahme. Jedes Verbindungsstück, durch das der Schweißdraht hindurchbefördert wird, stellt einen potenziellen Gefahrenpunkt dar.
Beim Wechsel eines Brennerhalses muss immer darauf geachtet werden, dass die Verbindungsstücke stabil, fest und ohne Grat angebracht werden. Die Haupt-Führungsspirale bzw. der Liner durch das Schlauchpaket muss mit der Drahtspirale des Brennerhalses ohne jegliches Hindernis verbunden sein, sodass das Stück der Führungsspirale durch den Brennerhals – auch Neck Liner genannt – ohne Zwischenraum in das Ende der Drahtführung passt.
Wie bei vielem spielt auch bei der Führungsspirale und dem Schweißdraht das Thema Sauberkeit eine wesentliche Rolle. Das Ausblasen der Führungsspirale mit Druckluft ist meist nur dann nötig, wenn die Oberfläche des Drahts, die Drahtspule bzw. das Drahtfass nicht sauber gehalten werden. Hier schafft der Einsatz eines Reinigungsvlieses erste Abhilfe. Auch andere einfache Maßnahmen am Ende eines Arbeitstags, wie das Benutzen einer Plastikabdeckung für die Drahtrolle, können einen erheblichen Einfluss auf die Funktionsfähigkeit der Drahtführung haben und verhindern, dass diese mit Schmutzpartikeln verstopft oder vorzeitig verschleißt.
Für besonders empfindlichen Schweißdraht empfiehlt es sich, die Drahtspule nach Arbeitsende abzuziehen und in einen geschlossenen Behälter oder Bereich zu legen, um zu verhindern, dass sich Staub oder Feuchtigkeit auf dem Draht ansammelt und zu Korrosion führt.
Beim Zuschneiden des Liners wird häufig der Fehler gemacht, dass die beim Schneiden entstehenden Kanten nicht entgratet werden. Jeder Grat ist ein Hindernis für den Draht und beeinträchtigt eine reibungsarme Drahtzufuhr. Im schlimmsten Fall »baut sich der Draht auf« und führt zu einem Ausfall des Systems. Verwenden sie einen scharfen Seitenschneider, um bereits beim Abschneiden eine möglichst saubere Schnittkante zu erzeugen.
Achten Sie beim Zuschneiden des Drahts immer darauf, dass kein Grat oder scharfe Kante entsteht, die nach innen zeigt und den Drahtvorschub beeinträchtigt oder behindert. Dies gilt sowohl für die Anschlussseite zur Maschine als auch für die Brennerkopfseite zur Stromdüse.
Sollte die Führungsspirale zu kurz abgeschnitten werden, kann im Liner durch den entstandenen Spalt ein sogenanntes Micro Arcing – eine ungewollte Lichtbogenbildung – entstehen. Dieses kann ebenso zum Ausfall des Liners führen.
Jeder Schweißdraht aus einem Fass oder aufgewickelt auf eine Spule hat einen Drall bzw. ist vordressiert. Diese Windung zwingt den Draht normalerweise dazu, in die ursprüngliche Form zurückzukehren, die er in der Trommel oder Spule hatte. Als Folge verläuft der Schweißdraht niemals absolut gerade in die Drahtführung und reibt an der Innenseite der Führungsspirale. Hierbei können kleinste abgeriebene Partikel des Drahts in die Drahtführung gelangen und diese zusetzen. Sobald dies passiert, hilft meist nur noch ein Wechsel der Führungsspirale.
Ein gerader Draht lässt sich am einfachsten und ohne größere Reibung in eine Führungsspirale und damit auch in die Stromdüse einführen. Um die Lebensdauer des Liners und ebenso die Lebensdauer der Stromdüse zu erhöhen, kann am hinteren Ende der Drahtzuführung ein Drahtrichtgerät angebracht werden, bevor der Schweißdraht in die eigentliche Zuführung gelangt. Diese Vorrichtungen sind nicht unbedingt erforderlich, doch sie können helfen, einen frühzeitigen Verschleiß der Führungsspirale zu vermeiden.
Bei der Wartung von Führungsspiralen dürfen die Antriebsrollen bzw. Drahtvorschubrollen nicht außer Acht gelassen werden. Um Probleme mit der Drahtförderung zu verhindern, gilt beim Thema Antriebsrollen vor allem eins: Drahtvorschubrollen und Schweißzusatzwerkstoff müssen hinsichtlich Größe und Typ passen.
Unterschiedliche Drähte erfordern unterschiedliche Antriebsrollen. In der Regel befinden sich auf einer Drahtförderrolle zwei Nuten für verschiedene Drahtdurchmesser. Ändert sich der Durchmesser des zu schweißenden Drahts, wird die Drahtvorschubrolle einfach in der Einheit gewendet. Die Nuten haben die Form eines Vs (V-Nut) für Stahldraht, eines Us (U-Nut) für Aluminiumdraht oder auch eines sogenannten perforierten Us für Fülldraht. Eine Einheitsgröße oder zumindest einheitlich genormte Vorgaben für Drahtvorschubrollen gibt es nicht. Dies erklärt die große Vielfalt unterschiedlichster Ausführungen hinsichtlich Material der Rollen, deren Beschaffenheit sowie Durchmesser und Breite der Nuten.
Für das Schweißen von Aluminiumdraht wird eine U-Nut verwendet, denn sie hinterlässt keine unerwünschten Verformungen des weichen Aluminiums. Bei diesem Drahtmaterial spielt auch der Anpressdruck eine wichtige Rolle. Ist er zu hoch, wird weicher Schweißdraht schnell deformiert. Doch auch härterer Schweißdraht kann sich durch falsch eingestellten Anpressdruck in quadratisch oder oval geformten Draht verwandeln, der beim Zuführen durch den Liner bis hin zur Stromdüse weitere Bauteile des Schweißbrenners vorzeitig abnutzen oder auch eine Beschädigung des Liners zur Folge haben kann. Ein zu geringer Anpressdruck dagegen fördert den Draht nicht zuverlässig zum Schweißprozess.
Sehr dünne, empfindliche Aluminiumdrähte werden am besten mit einem sogenannten Push-Pull-Schweißbrenner, der mit einem Kohle-PTFE-Liner ausgestattet ist, geschweißt. Hier übernimmt der Schweißbrenner mit eingebautem Motor im Brennerkörper ein zusätzliches Ziehen des Schweißdrahts. Voraussetzung muss natürlich sein, dass das Schweißgerät mit seinem Drahtvorschubantrieb und der PP-Brenner optimal aufeinander abgestimmt sind.
Unterm Strich kann man sagen: Jeder Hersteller von MIG/MAG-Schweißgeräten hat bereits die für seine Geräte und deren Anwendungsportfolio passenden Drahtvorschubrollen in seinen Einheiten eingebaut. Wenn Sie Spezialanwendungen haben, helfen Ihnen auch Ihr Drahtlieferant oder Schweißbrennerhersteller gerne weiter.
Sollte Unsicherheit bestehen, ob die Drahtförderung noch intakt ist, hilft ein mechanischer Zugtest.
Dieser wird wie folgt ausgeführt:
- Drahtförderrollen lösen oder ausklinken
- Schweißbrenner möglichst auf einer Ebene oder nur minimal angewinkelt ablegen
- Draht mit der Hand durch den Schweißbrenner ziehen
Hier gilt die Regel: Wenn sich der Draht nicht mit der Hand durchziehen lässt, müssen sowohl der Schweißdraht als auch die Führungsspirale bzw. der Liner überprüft werden.
Ziel sollte immer eine möglichst geringe Kraft sein, die zum Durchziehen erforderlich ist. Der für eine Anwendung richtige Bereich variiert allerdings stark, denn mehrere Faktoren spielen dabei eine Rolle wie beispielsweise unterschiedliche Drahttypen, die Länge des Schweißbrenners oder der Durchmesser des Drahts.
Auf den Punkt
Ursachen, die zu Problemen bei der Drahtförderung und einem vorzeitigen Verschleiß der Drahtführungsspirale führen & Erste-Hilfe-Tipps
1. Drahtförderung unregelmäßig – Draht hat zu viel Schlupf.
- Passen Sie den Druck der Drahtvorschubrollen an.
- Überprüfen Sie, ob die zum Draht passenden Drahtförderrollen eingebaut sind.
2. Drahtförderung unregelmäßig – falscher Innendurchmesser der Drahtführungsspirale.
- Überprüfen Sie, ob die Drahtführungsspirale zum Drahtdurchmesser passt.
3. Drahtförderung unregelmäßig – sehr hoher Reibungswiderstand.
- Nehmen Sie nur zum Draht passende Führungsspiralen. Nutzen Sie hierfür die Tabelle in diesem Kapitel.
4. Drahtförderung unregelmäßig – Abrieb hat die Führungsspirale zugesetzt.
- Reinigen Sie die Führungsspirale mit Druckluft. Verwenden Sie ein Reinigungsflies.
5. Drahtförderung unregelmäßig – zu langes Schlauchpaket.
- Vermeiden Sie unnötig lange Schlauchpakete, die evtl. noch in engen Radien verlegt sind.
- Verwenden sie einen Brennerhals mit einem geringeren Biegewinkel, um die Reibung zu reduzieren.
- Prüfen sie, ob ein Draht mit besserer Qualität verwendet werden kann.
- Setzen Sie einen Push-Pull-Schweißbrenner ein, falls ein langes Schlauchpaket in Verbindung mit einem schwer zu fördernden Draht benötigt wird.
6. Drahtförderung unregelmäßig – Drahtführung ist nicht durchgängig und liegt nicht bündig an der Stromdüse.
- Stellen Sie sicher, dass Sie beim Einschrauben der Stromdüse einen leichten Druck an der Spirale spüren.
7. Führungsspirale verschleißt übermäßig schnell – verwendete Führungsspirale passt nicht zum Draht.
- Wählen Sie das zum Schweißdraht passende Material bzw. Kombimaterial der Führungsspirale. Nutzen Sie hierfür die Tabelle in diesem Kapitel.
8. Führungsspirale verschleißt übermäßig schnell – Draht ist nicht vordressiert und erzeugt zu viel Reibung in der Führungsspirale.
- Bringen Sie ein Drahtrichtgerät am hinteren Ende der Drahtzuführung an.
9. Draht »baut sich auf«, sogenannte »Nestbildung« – Grat am Drahtende verhakt sich.
- Entgraten Sie beim Zuschneiden des Drahts immer auch die Kanten.
10. Draht »baut sich auf«, sogenannte »Nestbildung« – falscher Innendurchmesser der Drahtführungsspirale.
- Überprüfen Sie, ob die Drahtführungsspirale zum Drahtdurchmesser passt.
11. Draht »baut sich auf«, sogenannte »Nestbildung« – Drahtführung ist nicht durchgängig und liegt nicht bündig an der Stromdüse.
- Stellen Sie sicher, dass Sie beim Einschrauben der Stromdüse einen leichten Druck an der Spirale spüren.
- Setzen Sie einen Push-Pull-Schweißbrenner ein, falls ein langes Schlauchpaket in Verbindung mit einem schwer zu fördernden Draht benötigt wird.
12. Draht »baut sich auf«, sogenannte »Nestbildung« – Reibungswiderstand ist zu hoch.
- Abrieb hat die Führungsspirale zugesetzt. Reinigen Sie die Führungsspirale mit Druckluft. Verwenden Sie ein Reinigungsflies bei der Drahtzufuhr.
13. Draht »baut sich auf«, sogenannte »Nestbildung« – zu langes Schlauchpaket.
- Vermeiden sie unnötig lange Schlauchpakete, die evtl. noch in engen Radien verlegt sind.
- Verwenden Sie einen Brennerhals mit einem geringeren Biegewinkel, um die Reibung zu reduzieren.
- Prüfen Sie, ob ein Draht mit besserer Qualität verwendet werden kann.
- Setzen Sie einen Push-Pull-Schweißbrenner ein, falls ein langes Schlauchpaket in Verbindung mit einem schwer zu fördernden Draht benötigt wird.
Der maschinenseitige Anschluss – auch Zentralbuchse und Zentralstecker genannt – ist die Verbindung von der Stromquelle zum Schlauchpaket und für die Versorgung von Strom, Gas und Schweißdraht zuständig. Die Signalleitungen des Brennertasters werden bei dem EURO-Zentralstecker durch den Maschinenanschluss geführt. Bei flüssiggekühlten Brennern erfolgt der Kühlmittel Vor- und Rücklauf über zwei Schnellverschlüsse, in die die Kühlmittelleitungen des Schweißbrenners eingesteckt werden. Maschinenseitige Anschlüsse und Steuerleitungen gehören zu den eher weniger wartungsintensiven Bauteilen eines MIG/MAG-Schweißbrenners. Nur einzelne Bestandteile wie O-Ringe und Anschlussstecker der Steuerleitungen müssen regelmäßig kontrolliert und in seltenen Fällen gewartet werden. Sehr wichtig ist, immer auf einen festen Sitz der Stromkontaktverbindungen zu achten.
Ein Verschleißteil sind die O-Ringe des Zentralanschlusses. Abhängig von der Schweißstromquelle gibt es verschiedene Anschlüsse und eine unterschiedliche Anzahl von eingebauten O-Ringen. Die Mehrzahl der Geräte besitzt einen EURO-Zentralanschluss mit einem O-Ring am Gasanschluss. Dessen Aufgabe ist es, den Anschluss der Gaszufuhr abzudichten und ohne Leckage den Gasfluss in den Gasschlauch des Schweißbrenners zu leiten.
Je nachdem, wie oft ein Komplettbrenner vom Schweißgerät abgenommen wird, können die O-Ringe verschleißen. Wird dies jeden Tag praktiziert, sollten die O-Ringe regelmäßig mit Fett behandelt und damit geschmeidig gehalten werden, was einen frühzeitigen Verschleiß durch Vertrocknen und Reißen reduziert. Defekte O-Ringe bedeuten eine undichte Gaszufuhr. Schweißer gleichen dies aus, indem sie einfach die Gaszufuhr erhöhen. Mit dieser Praktik wird zu viel Gas verschwendet und die Produktion damit teurer. Mit der Wartung eines kleinen Verschleißteils kann man also unnötige Gaskosten wie auch einen unbeabsichtigt höheren Gasverbrauch verhindern und gleichzeitig die Umwelt schonen. Wird der Schweißbrenner eher selten oder unregelmäßig abgezogen, werden kaum Probleme mit dem maschinenseitigen Anschluss auftreten. Empfehlenswert ist, die O-Ringe vor dem Anschließen des Brenners zu überprüfen.
Für Wartungsarbeiten wie beispielsweise das Wechseln oder Ausblasen des Liners muss der Brenner von der Maschine abgenommen werden. Beim erneuten Anschließen ist es wichtig, dass der Zentralanschluss einen festen Sitz hat. Ist der maschinenseitige Anschluss ein Euro-Zentralanschluss, muss die Überwurfmutter fest angezogen werden. Andere Anschlusstypen verwenden hier oft einen Stromkontaktstift, der beim Anschließen natürlich ebenso einen festen Sitz haben muss. Wird nun beispielsweise die Drahtführung gewechselt, muss also auch dieser Stromkontaktstift entfernt werden. Da diese Stifte keine beweglichen Teile sind, können sie sich nicht von allein lösen – es sei denn, sie sind nur locker verbunden oder werden gewaltsam abgezogen.
Ist der Zentralstecker nicht fest mit der Stromquelle verbunden, sind die häufigsten daraus auftretenden Fehler:
- Hoher Widerstand
- Ausfall der Stromübertragung
- Lichtbogenbildung am maschinenseitigen Anschluss
Solche lockeren Verbindungen entstehen meist dann, wenn in der Eile versäumt wird, die Überwurfmutter oder die Klemme des Stromkontaktstifts festzuziehen. Hier besteht dann unter anderem die Gefahr, den Brenner oder Drahtförderanschluss zu beschädigen. Ausfallzeiten und Kosten können durch dieses kleine Versäumnis schnell in die Höhe steigen
Je nach Typ des Zentralanschlusses oder falls der Brenner mit einem Modul zur Fernsteuerung der Schweißstromquelle ausgestattet ist, wird eine zusätzliche Steuerleitung zur Signalübertragung verwendet. Wie andere Verbindungsteile auch, müssen ebenso die Steuerleitungen einen festen Sitz haben. Ein häufig hierbei auftretender Fehler ist, dass der Steuerleitungsstecker nur eingesteckt, der Befestigungsring aber nicht in seiner Arretierung gedreht wird, um eine feste Verbindung zu schaffen. Ein möglicher Wackelkontakt ist die Folge. Beim Abziehen des Steuerleitungssteckers muss im Umkehrschluss darauf geachtet werden, den Arretierungsring zu lösen. Teilweise wird der Schweißbrenner am Zentralanschluss abgezogen, ohne vorher den Steuerleitungsstecker zu lösen. Hierdurch kann das Kabel herausgerissen oder die Kontakte beschädigt werden.
Da sich jedes Schweißsystem in seiner Konstruktion unterscheidet, hat ABICOR BINZEL bereits vor mehr als 40 Jahren eine gängige Industrie-Norm für Anschlusssysteme von luft- und flüssiggekühlten MIG/MAG-Schweißsystemen konzipiert: Zentralbuchse und Zentralstecker von ABICOR BINZEL, meist EURO-Zentralanschluss genannt. Mit über 500 verschiedenen gelisteten Zentralbuchsentypen ist sicher die passende Buchse für Ihren Maschinentyp dabei, um auf diesen einheitlichen Brenneranschluss zu wechseln.
Auf den Punkt
Ursachen, die zu einem vorzeitigen Verschleiß von maschinenseitigem Anschluss und Steuerleitung führen & Erste-Hilfe-Tipps
1. Leckage im Gasfluss – O-Ring ist defekt, porös, gerissen.
- O-Ringe regelmäßig vor dem Anschließen des Brenners überprüfen und fetten.
2. Ausfall der Stromübertragung – Zentralstecker ist nicht fest mit der Stromquelle verbunden, der Widerstand erhöht sich.
- Achten Sie auf einen festen Sitz des Zentralanschlusses durch festes Anziehen der Überwurfmutter.
- Im Fall von Kontaktstiften auch hier auf deren festen Sitz achten. Diese beim Wechsel der Drahtzuführung niemals mit Gewalt abziehen, sondern ordnungsgemäß entfernen.
3. Lichtbogenbildung am maschinenseitigen Anschluss – zu lockere Verbindung der Klemme oder des Stromkontaktstifts.
- Achten Sie auf einen festen Sitz des Zentralanschlusses durch festes Anziehen der Überwurfmutter.
4. Gestörte Signalübertragung der Steuerleitung – Steuerleitungsstecker ist nur eingesteckt.
- Drehen Sie ebenso den Befestigungsring des Steuerleitungssteckers in seiner Arretierung, um eine feste Verbindung zu schaffen. Den Befestigungsring beim Abziehen des Zentralanschlusses auch wieder lösen.
Editorenteam
Wir hoffen, dass Sie in diesem E-Book viele wertvolle Informationen und Tipps für den richtigen Umgang mit und die Wartung Ihrer MIG/MAG-Schweißbrenner finden konnten. Produktiv arbeiten, gute Schweißergebnisse erzielen und lange Freude am MIG/MAGSchweißbrenner haben – wird das Equipment ordentlich gewartet, steht dem nichts im Wege.
Ihre Anregungen und Anmerkungen zu diesem E-Book sind gerne willkommen.
Diese Personen haben zur Entstehung des E-Books beigetragen:
ABICOR BINZEL, Deutschland
Boris Rinn, Produktmanager Manuelle Produkte MIG/MAG
Prof. Dr.-Ing. Emil Schubert, Technischer Geschäftsführer CTO
Herbert Burbach, Art Director
Carmen Laux, Marketing
Christine Rinn, Marketing
Stefan Schneider, Marketing