ESAB Mig/Mag Training&Education swe.

7/25/2019 ESAB Mig/Mag Training&Education swe.

1/20

ESAB TRAINING & EDUCATION

MIG/MAG-svetsning


2/20

Innehll

Inledning .................................................................. 3

Sammanfattning ...................................................... 4

Princip ...................................................................... 5

Svetsparametrar .................................................... 5-6

Vad hnder i ljusbgen? .......................................... 7

Kortbge ................................................................... 7

Blandbge ................................................................. 7

Spraybge ................................................................. 7

Kortpulsning............................................................. 8

Frdelar, begrnsningar och

anvndningsomrde ................................................ 9

Utrustning ......................................................... 10-11

Strmklla .............................................................. 10

Matarenhet ............................................................. 10

Svetspistol och slangpaket ......................................11

Gasfrsrjning ........................................................11

Tillsatsmaterial ...................................................... 12Trdelektrod eller rrelektrod?..............................12

Skyddsgaser ...........................................................13

Svetsmilj ............................................................... 14

Rk och gaser ......................................................... 14

Ultraviolett strlning .........................................14-15

vrigt......................................................................15

MIG/MAG i praktiken .........................................16

Fogberedning .........................................................16

Val av tillsatsmaterial och skyddsgas.....................16

Svetsparametrarnas betydelse ................................16

Instllning av spnning och trdmatning ........16-17

Pistollutning ........................................................... 18

Svetshastighet ......................................................... 18

Kontaktrrsavstnd................................................18


3/20

3

Inledning

MIG/MAG r den svetsmetod som kar

mest i anvndning,se fgur 1nsta sida.

Anledningen till detta r bland annat

metodens hga produktivitet och att den

r enkel att automatisera. kningen sker

p bekostnad av manuell bgsvetsning,

som tidigare var den vanligaste svets-

metoden. MIG/MAG r idag den mest

anvnda svetsmetoden i Europa svl

som i Japan och USA.

Ursprungligen kommer MIG/MAG-

metoden frn USA, dr den introduce-

rades fr aluminiumsvetsning redan p

1940-talet. Som skyddsgas anvndes ar-

gon eller helium. Stl brjade man svetsa

med MIG/MAG frst nr man kommit

p att ren koldioxid kunde utnyttjas

som skyddsgas. Svetsningen utfrdes

i horisontallge och medfrde en hel

del svetssprut. Frbttrade strmkllor

samt tillgng till klenare svetselektroder

och blandgaser bestende av argon och

koldioxid, medfrde att sprutet kunde

minskas och lgessvetsning mjliggras.

Sitt industriella genombrott ck den un-

der 1960-talet. Sedan dess har metoden

fortsatt att utvecklats och frbttrats i

takt med att nya tillsatsmaterial, strm-

kllor och skyddsgaser tagits fram.


4/20

4

MlG/MAG-metoden kar stndigt i anvndningoch r idag den vanligaste svetsmetoden i Vst-europa, USA och Japan. Det beror bland annat pmetodens hga produktivitet och att den r enkelatt automatisera.

Principen fr metoden r att en metalltrd konti-nuerligt matas fram och smlter av i en ljusbge.Metalltrden fungerar bde som tillsatsmaterialoch elektrod. Den elektriska energin till ljusb-gen levereras av en strmklla. Ljusbgen ochsmlt material skyddas av en gas som antingenr inert eller aktiv. Med en inert gas avses en gas

som inte reagerar med smlt material. Exempel p inerta gaser r argon och helium.Aktiva gaser dremot deltar i de processer somsker i ljusbge och svetsmlta. Argon med till-satser av koldioxid eller oxygen r exempel paktiva gasblandningar.

Fr att uppn bsta svetsresultat r det viktigt attsvetsparametrarna r riktigt instllda. Exempel

p svetsparametrar vid MlG/MAG-svetsning rspnning, trdmatningshastighet och skyddsgas.

Vid MlG/MAG-svetsning, liksom vid all annan

svetsning, utstts svetsaren fr hlsorisker ominte lmpliga skyddstgrder vidtas. De hlsoris-ker som man i frsta hand br beakta vid MlG/MAG-svetsning r rk och gaser samt ultra-

Sammanfattning

violett strlning frn ljusbgen. Numera nns

bra mjligheter att skydda sig. Exempel r svets-pistoler med inbyggda utsug, svetsglas som

svetsaren kan se igenom under frberedelserna,men som mrknar i samma gonblick somljusbgen tnds, och skyddsgaser som kraftigtminskar halten ozon i svetsarens andningszon.

100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%

1975 1980 1985 1990 1995 2000

SAW

MIG/MAG

MMA

Fig. 1. Frdelningen mellan olika svetsmetoder i Vsteuropa.Inkluderar bde solid trd och MMA = manuell metallbg-svetsning (Manual Metal arc welding) och SAW= pulver-bgsvetsning


5/20

5

Princip

MIG/MAG-metoden rknas till bgsvetsmeto-derna, vilket innebr att en elektrisk ljusbgeutnyttjas fr att smlta grundmaterial och till-satsmaterial till en frdig svets. Exempel pandra bgsvetsmetoder r manuell bgsvetsning(MMA), TIG- och plasmasvetsning. Ifgur 2visas principen fr MIG/MAG-svets-ning. Ljusbgen (1) brinner mellan arbetsstycketoch en metalltrd (2) som kontinuerligt matasfram och smlter av. Metalltrden fungerar somelektrod och tillsatsmaterial. Den r upplindad

p en bobin (3) och matas fram genom elektrod-

ledaren (5) i slangpaket (6) och svetspistol (7) avmatarrullar (4). Den elektriska energin till ljusb-gen levereras av en strmklla (8). vergngenav strm till elektroden sker i kontaktmunstycket(9) (ven kallat kontaktrret) som sitter i svets-

pistolen. Kontaktmunstycket r normalt kopplattill strmkllans positiva pol och arbetsstyckettill den negativa. Nr ljusbgen tnds bildas ensluten strmkrets. Genom gaskpan (10) som omger kontakt-munstycket strmmar en gas (11) vars frmsta

uppgift r att skydda elektroden, ljusbgen och

smltan (12) frn den omgivande luftens skadliga

inverkan. Skyddsgasen kan antingen vara inert,vilket betyder att den r inaktiv och inte deltar ide processer som sker i ljusbge och smltbad,eller aktiv. Beroende p vilken typ av skydds-gas som anvnds benmns metoden MIG (MetalInert Gas) eller MAG (Metal Active Gas). Det fullstndiga namnet fr metoden r gas-metallbgsvetsning. P engelska heter den GasMetal Arc Welding, vilket frkortas GMAW.I USA r denna frkortning den vanligaste

benmningen p metoden. Eftersom tillsatsmaterialet matas fram automa-tiskt medan svetspistolen frs fram fr hand verarbetsstycket, brukar man sga att MIG/MAG-svetsning r en halvautomatisk svetsmetod.Genom att mekanisera svetspistolens krrelse,alternativt lta arbetsstycket gra en krrelse,kan metoden enkelt automatiseras.

Svetsparametrar

Vid MIG/MAG-svetsning styrs processen av ettantal olika svetsparametrar, nmligen fljande:

Spnning (bglngd)

Trdmatningshastighet

(som i sin tur bestmmer strmstyrkan) Induktans (stllbar p de

esta strmkllor)

Skyddsgas

Framfringshastighet

Pistollutning

Elektrodutstick/kontakt

rrsavstnd

Fr att uppn bsta svets-resultat mste dessa para-metrar avpassas till varandra.De tre frsta parametrarnareglerar man p strmkllan.

Instllningen av dessa beror p grundmaterial,godstjocklek, typ av svetsfog, svetslge,tillsatsmaterial och skyddsgas. Riktvrdenfr instllningen kan fs frn svetstabeller, se

25 25

20 20

15 15

10 10

5 5

1 1

0

50

100

150

300

200

250

9

12

11

10

2

17

65

8

3

4

Fig. 2. Principen fr MIG/MAG-svetsning.1. Ljusbge.2. Elektrod.3. Bobin.4. Matarrullar.5. Elektrodledare.6. Slangpaket.

7. Svetspistol.8. Strmklla.9. Kontaktmunstycke.10. Skyddsgas.11. Gaskpa12. Svetssmlta.


6/20

6

U (V)

1 (A)

3

21

Figur 4.Definitioner:1. Arbetspunkt2. Arbetsomrde3. Ljusbgens vrmeeffekt.

Figur 3. Exempel p tabell fr instllning av svetsparametrar.

Plate

Thikness Gap

Electrode

Consumption Electrode

Deposition

rate

Wire feed

rate

Welding

Current Welding Speed

mm mm kg/m mm kg/m m/h A m/h cm/min

1 0 0,02 0,6 1,0 7,0 60 50 83

1,5 0,5 0,02 0,8 1,0 6,0 90 48 80

2 1,0 0,03 0,8 1,0 6,8 110 50 83

3 2,0 0,06 1,8 1,0 8,0 125 50 55

3 2,0 0,06 2,1 1,0 6,0 150 50 63

4 1 0,09 1,0/-- 2,2/-- 6,4 160/-- 24/-- 40/--

5 1 0,09 1,0/-- 2,2/-- 6,4 160/-- 17/-- 28/--

6 1,5 0,17 1,0/1,0 2,1/2,9 6,8/1,0 150/200 32/26 60/43

8 1,5 0,30 1,0/1,2 1,0/3,9 6,0/7,6 150/260 26/17 43/28

10 2 0,50 1,0/1,2 1,0/5,1 6,0/10,0 150/320 21/31 35/21

Throat

thickness

2

2 or

more

runs

0,05 0,6 1,2 8,4 70 24 40

2 0,05 0,8 1,6 6,8 110 32 53

3 0,10 0,8 1,9 8,3 130 19 32

3 0,10 1,0 2,4 7,0 170 24 40

4 0,16 1,0 2,7 8,2 195 17 28

5 0,25 1,2 3,9 7,8 260 16 26

6 0,33 1,2 3,9 7,8 260 12 20

8 0,33 1,2 4,8 9,5 300 14 22

8 0,58 1,2 4,8 9,5 300 8,5 14

1,5

2 or

more

runs

0,02 0,6 1,0 7,0 60 50 83

2 0,03 0,8 1,6 6,8 110 53 88

3 0,05 0,8 1,9 8,2 130 38 63

4 0,07 1,8 2,0 9,0 140 29 48

4 0,07 1,0 2,6 7,5 180 37 62

5 0,10 1,0 2,6 7,5 180 26 43

6 0,15 1,2 3,5 7,0 240 23 38

8 0,26 1,2 3,7 7,5 250 18 30

10 0,40 1,2 5,0 10,0 320 12 20

12 0,58 1,2 5,0 10,0 320 9 15

exempel i fgur 3. Dessa tabeller hjlper till attnna en lmplig arbetspunkt, se diagrammet

i fgur 4. Arbetspunkten ska benna sig inomarbetsomrdet fr den aktuella kombinationen

av tillsatsmaterial och skyddsgas samt dessutomp en sdan niv att ljusbgens vrmeeffekt blirriktig i frhllande till arbetsstycket.

Frutom trdmatning, spnning och skydds-gas, kan svetsresultatet pverkas genom valetav induktans. Instllningen av dessa parametrardiskuteras mer ingende i kompendiets sistakapitel. Dr diskuteras ven de parametrar,som svetsaren sjlv styr under svetsfrloppet,det vill sga svetshastighet, pistollutning ochelektrodutstick/kontaktrrsavstnd.


7/20

7

Vad hnder i ljusbgen?

Ett viktigt moment i svetsprocessen r hur detsmlta tillsatsmaterialet verfrs till svets-

smltan. verfringen pverkas av olika faktorersom till exempel skyddsgas, strmstyrka, bg-spnning, tillsatsmaterial och elektroddiameter.Beroende p hur verfringen sker, skiljer man

p kortbge, blandbge och spraybge. En fjrdetyp av verfring erhller man vid pulsad svets-ning, en variant p MIG/MAG-metoden som

blivit allt vanligare under senare r.

Kortbge

Svetsning med kortbge r den vanligaste vari-

anten vid MIG/MAG-svetsning. Kortbgsvets-ning utfrs vid relativt lg spnning och strm,

se fgur 5. Vrmetillfrseln till arbetsstycket blird inte s stor. Kortbgen passar drfr bra vidsvetsning i tunna godstjocklekar och vid svets-ning i lge, eftersom smltan blir liten och snabb-stelnande.

U (V)

40

30

20

10

0

100 200 300 1(A)

Figur 5. Arbetsomrden fr olika bgtyper. Form och exak-ta lgen beror p anvnd skyddsgas och elektroddiameter.1. Kortbge 2. Blandbge. 3. Spraybge.

Vid kortbgsvetsning bildas ganska storadroppar som momentant kortsluter ljusbgen,se

fgur 6. Antalet kortslutningar r mellan 30 och200 per sekund. Kortslutningarna innebr att

ljusbgen strs och att svetssprut alstras. Svets-sprut som sitter kvar p arbetsstycket medfr attefterbearbetning kan bli ndvndig. Dessutomfrsmras utbytet av tillsatsmaterialet. Frn enkorrekt instlld ljusbge hrs ett knattrande.

Blandbge

Vid ngot hgre strmstyrka och spnning intr-der det s kallade blandbgsomrdet. Dropparna,som varierar i storlek, bestr av en blandningav kortslutande och icke kortslutande droppar.Resultatet r en instabil ljusbge som producerarmycket svetssprut och svetsrk. Svetsning inomdetta omrde br drfr undvikas.

1 (A)

100

50

U (V)

20

10

1

2 3

Figur 6. En droppe av smlt material vxer till vid elek-trodnden. Nr den blivit tillrckligt stor fr att f kontaktmed smltan kortsluts ljusbgen. I detta gonblick stigersvetsstrmmen markant och droppen snrs av. Ljusbgentnds igen. I samband med den stora strmkningen ikortslutningsgonblicket bildas en del svetssprut.1. Kortslutningscykel. 2. Ljusbgstid. 3. Kortslutningstid.


8/20

8

Figur 7. Spraybge.

I (A)1

2

3

4

t (s)

Fig. 8. Principen fr kortpulsning. 1. Pulsstrm. 2. Kritiskstrm. 3 Medelstrm. 4. Bakgrundsstrm.

Spraybge

Vid tillrckligt hg strm och spnning i frhl-lande till elektroddiameter och skyddsgas ver-frs det smlta materialet i form av nfrdelade

doppar som inte kortsluter ljusbgen, se fgur 7.Spraybgsvetsning innebr en stabil ljusbgeutan fastsittande sprut. Mycket hg produktivitetkan uppns och metoden utnyttjas drfr blandannat till att svetsa fyllnadsstrngarna i grvregodstjocklekar. Vrmetillfrseln till arbetsstycket

r stor, vilket betyder att en stor och lttytandesvetssmlta bildas. Spraybgsvetsning lmparsig drfr bst fr svetsning i horisontallge.

Kortpulsning

Avsikten med kortpulsning r att kombinerakortbgens frdelar med spraybgens, det villsga en lugn och stabil ljusbge med en mttligvrmetillfrsel till arbetsstycket. Detta kan upp-ns genom att pulsa svetsstrmmen, se fgur 8.Varje gng en strmpuls kommer, avsnrs endroppe. Eftersom droppen inte kortsluter ljusb-gen bildas mycket lite svetssprut och ljusbgen

blir stabil. Bakgrundsstrmmen hlls lg fr att

medelstrmmen ska bli lg. Drmed blir vrme-tillfrseln till arbetsstycket liten, vilket mjlig-gr lgessvetsning och svetsning av tunn plt


9/20

9

Frdelar, begrnsningar och anvndningsomrden

Bland frdelarna med MIG/MAG-metodenmrks framfr allt den hga produktivitetenoch den relativt lga vrmetillfrseln till arbets-stycket samt att metoden r s enkel att auto-matisera. Produktiviteten r avsevrt hgre nvid manuell metallbgsvetsning eftersom ingaavbrott behver gras fr byte av elektroder ochmindre eller inget slaggningsarbete krvs. Dess-utom r avsmltningshastigheten hgre beroende

p hgre strmtthet i elektroden.

MIG/MAG-svetsning r en mycket exibel

svetsmetod eftersom man med den kan svetsa i:

ett stort plttjockleksomrde (frn 0,5 mm och

uppt). Vid svetsning av tunnplt utnyttjas denlga vrmetillfrseln fr att undvika deforma-tioner och kastningar i plten. Vid svetsning igrvre plt kan fyllnadsstrngarna svetsas medhg produktivitet.

alla vanligt frekommande konstruktions-

material, till exempel olegerade, lglegerade

och rostfria stl, aluminium och dess legering-ar samt ett ertal andra icke-jrnmetaller.

samtliga svetslgen. Ovanstende frdelar hargjort att MIG/MAG-metoden funnit mngaolika anvndningsomrden bde inom merstorskalig industri och i mindre verkstder.Exempel p industrier dr metoden r vanligtfrekommande r bil-, byggnads-, offshore-och varvsindustri.

MIG/MAG-metoden kan sgas vara en bde lttoch svr metod att lra och anvnda. Gller detatt svetsa ihop tv pltbitar utan ngra som helstkrav p den frdiga svetsen, s r metoden lttatt anvnda. Om det dremot nns krav som

till exempel genomsvetsning, inga bindfel, fporer etc, s stller MIG/MAG-metoden storakrav p svetsarens vana och skicklighet.

Begrnsningar med MIG/MAG-metoden r attsvetsutrustningen r mera komplex och drmeddyrare och mindre portabel n MMA-utrustning-en. Vidare har metoden begrnsad anvndningutomhus eftersom gasskyddet inte fr utsttasfr luftdrag Utformningen p svetspistolen gratt tkomligheten kan vara smre i vissa svets-

situationer.


10/20

10

Figur 8. Exempel p strmklla AristoMig 500 med Aristo-Feed och U8-panel.

Fig. 9. Exempel p trdmatarverk AristoFeed 30.

Utrustning

Matarenhet

Matarenheten bestr av tv huvuddelar; fstetfr trdbobinen och matarverket,se fgur 9. Fs-tet fr bobinen ska ha en inbyggd broms somkan stllas in s att bobinen stannar direkt nrtrdmatningen upphr. Trdmatarverkets uppgiftr att mata elektroden genom elektrodledaren islangpaketet fram till svetspistolen. Matarverketkan vara konstruerat p olika stt, till exempel:

tv matarrullar varav den ena r drivrulle ochden andra tryckrulle

tv drivande rullar med samma motor

fyra rullar med samma motor

fyra rullar som drivs av tv seriekopplade

motorer.

Gemensamt fr dessa varianter r att de skjuterelektroden in i ledaren. Det nns ocks kombi-nerade system dr elektroden skjuts fram med ettstandardmatarverk, samtidigt som en drivanord-ning i svetspistolen drar fram elektroden. Med

detta system, som kallas push-pull, kan avsevrtlngre slangpaket anvndas. Push-pull-systemetrekommenderas ocks fr aluminiumtrd, efter-som denna annars kan orsaka trdmatningspro-

blem p grund av sin mjukhet.Matarrullarna mste avpassas fr den elektrod-

diameter som anvnds. Vissa typer av rullar harspr fr era elektroddiametrar. Med dessa be-

hver endast rull-arnas lge ndrasfr att elektrodenska komma i rttspr.

MIG/MAG-utrustningen bestr i princip av flj-ande delar; strmklla, matarverk, svetspistolmed slangpaket samt gasfrsrjningssystem,

se fgur 2p sidan 5.

Strmklla

Strmkllans uppgift r att frse systemet medlikstrm p en lmplig spnningsniv. Exempel

p strmkllor r stegomkopplade svetsmaskiner,tyristorlikriktare och transistoromriktare. Ifgur 8visas ett exempel.

Strmkllor fr pulsad svetsning r numeraofta av synergityp. Det innebr att svetsarenendast behver stlla in trdmatningshastig-het samt mata in uppgifter om tillsatsmaterial,skyddsgas och elektroddiameter. Utifrn dessadata stller strmkllan sjlv in pulsparametrar-na och lmplig spnning.

De parametrar som regleras p strmkllan rspnning, trdmatningshastighet och i frekom-mande fall induktans. Bgspnningen r direkt

beroende av ljusbgens lngd. Fr att svetspro-

cessen inte ska pverkas allt fr mycket av till-flliga bglngdsvariationer, ska strmkllan haen konstant eller svagt fallande karakteristik.


11/20

11

6

87

4

3

5

2

1

Gasfrsrjning

Skyddsgaser fr svetsning kan levereras i treformer:

gasaska

gasaskpaket

ytande form i tankar

De senare leveransformerna krver att anvnda-ren har en centralgasanlggning. Gas kan d tasut i ett antal uttagsposter i verkstaden. Figur 11visar hur det ser ut nr gasfrsrjning-en sker frn en gasaska. Gasslangen ansluts till

matarenheten. Drifrn leds gasen vidare genomslangpaketet framtill p svetspistolen. En magnet-ventil kontrollerar gasdet i samband med start

och stopp av svetsprocessen.Trycket i en fylld skyddsgasaska r vanligen

200 bar. Fr att reducera trycket till lmpligtarbetstryck, mste en regulator anslutas till gas-askan,se fgur 11. Regulatorn har ocks till upp-gift att leverera ett konstant de av skyddsgas.

Regulator och desmtare r ofta avsedda fr

en specik gas och skall endast anvndas fr

denna. I annat fall blir det felaktigt eftersom

gaserna har olika densitet (tthet).

25 25

20 20

15 15

10 10

5 5

1 1

0

50

100

150

300

200

250

25 25

20 20

15 15

10 10

5 5

1 1

0

50

100

150

300

200

250

Figur 11. Gasfrsrjning med gasflaska.

Svetspistol och slangpaket

Hur svetspistolen och slangpaketet r uppbyggdaillustreras ifgur 10. De viktigaste delarna i svets-

pistolen r kontaktmunstycket, och avtryckarenfr start och stopp av svetsprocessen.

I kontaktmunstycket sker vergngen avstrm till elektroden. Den delen av elektrodensom r strmbelastad kallas utsticket. Kontakt-munstycket r utbytbart fr att kunna avpassastill olika elektroddiametrar och elektrodtyper.Kontaktmunstycket omges av gaskpan, vars

uppgift r att leverera ett fullgott gasskydd tillelektrod, ljusbge och svetssmlta. ven gask-

pan r utbytbar och avpassas till bland annatgasde, grundmaterial och strmstyrka. Fr att

gasskyddet inte ska frsmras, mste gaskpanmed jmna mellanrum gras ren frn svetssprut.

Svetspistoler nns i mnga olika utfran-den. Fr halvautomatisk svetsning r svanhal-sen den vanligaste formen, se fgur 10. Dennatyp frenklar anvndningen i svrtkomligautrymmen och vid lgessvetsning. Fr automatisksvetsning brukar pistolen vara rak. Svetspistolerkan antingen vara vattenkylda eller egenkylda.Det senare innebr att pistolen kyls av den om-givande luften och skyddsgasen. Vattenkylningr effektivast. Valet mellan vattenkylning ochegenkylning beror bland annat av strmstyrka,skyddsgastyp, bgtider och fogtyp.

Slangpaketet bestr av ett hlje i vilket ledarefr elektrod, strm och skyddsgas nns. Fr vat-tenkylda utrustningar nns ven vattenledning-arna i slangpaketet. Vanliga lngder fr slang-

paket r 3 och 4,5 meter.

Figur 10. Svetspistol medslangpaket.1. Kontaktmunstycke.2. Gaskpa

3. Avtryckare.4. Slangpaket.5. Elektrod.6. Elektrodledare.7. Skyddsgas.8. Strmkabel.


12/20

12

Tillsatsmaterial fr MIG/MAG-svetsning nnsfr olika material och i ett ertal dimensioner. Det

levereras upplindat p bobin eller annan spoltyp.Tillsatsmaterialet fungerar ocks som elektrod.Det r viktigt att matningen av elektroden fung-erar utan strningar och att den elektriska kon-takten mellan elektrod och kontaktmunstycker god. Den elektriska kontakten pverkas avytnishen hos elektrod och kontaktmunstycke.

Elektroder fr olegerade och lglegerade stlr ofta belagda med ett tunt kopparskikt. Kop-

parskiktet skyddar elektrodytan vid lagring och

transport och har dessutom en smrjande effekt.Elektroden kan antingen vara normalspolad, vil-ket r det vanligaste, eller sknspolad,se fgur 13.

Tv faktorer som ar viktiga fr trdmatningenr frbockningsdiametern och spiraliseringen(helix) p elektroden. Hur man mter dessa pa-rametrar illustreras avfgur 13se ovan. Fr litenfrbockningsradie hindrar trdmatningen, medanen fr stor frsmrar kontakten mellan elektrodoch kontaktmunstycke. Lmplig radie r 400 till1200 mm. Spiraliseringen br inte verstiga 25mm om man vill undvika problem med att ljus-

bgen vandrar.Vid val av tillsatsmaterial r huvudprincipen att

svetsgodset ska f samma sammansttning ochmekaniska hllfasthetsegenskaper som materia-let i vrigt. Hjlp att vlja rtt tillsatsmaterial frman genom leverantrernas produktkataloger.

Det r viktigt att frvara tillsatsmaterialet i sinfrpackning till dess att det ska anvndas. Fukt,smuts, damm eller fett p trden kan medfrasvetsfel.

Tillsatsmaterial

Trdelektrod eller rrelektrod

Man skiljer p trdelektrod, som r solid trd,och rrelektrod. Den senare bestr av ett metall-hje fyllt med ux eller metallpulver,se fgur 15.

Trdelektroder har hittills varit vanligast, menrrelektroder kar allt mer i anvndning. Rrel-ektroder r, per kilo rknat, avsevrt dyrare ntrdelektroder p grund av hgre tillverknings-kostnader. I en del applikationer erbjuder dockrrelektroder sdana frdelar att en hgre kost-nad kan motiveras. Till exempel har vissa rr-elektroder mycket goda egenskaper vid stigande

vertikalsvetsning, andra ger god slagseghet vidlga temperaturer eller en hg produktivitet. Endel rrelektroder r avsedda att anvndas utanskyddsgas. Dessa kallas sjlvskyddade eller in-nershield. Sjlvskyddade rrelektroder r lmp-liga att svetsa med utomhus, eftersom de inter knsliga fr luftdrag p samma stt som gas-skyddade elektroder. Nackdelen med dem r attde producerar mycket sprut, slagg och svetsrk.Svetsrken innehller ofta barium, ett mne medmycket lgt hygieniskt grnsvrde.

Trdelektrodernns i olika dim-

ensioner frn 0.6till 2,4 mm. Rr-elektroder fre-kommer i dimen-sioner frn 0,9 till2,4 mm.

1

2

Figur 14. Kontroll av frbockningsdiameter (1) och spira-lisering (2).

Figur 15. Rrelektrod.

Figur 13. Sknspolad elektrod.


13/20

13

aktiva och drfr talar man hr om MAG-svets-ning. Olegerade stl kan ven svetsas med ren

koldioxid. Frdelen med koldioxid r att den rbilligare n argonblandningar, men nackdelarnar andra sidan mnga. Jmfrt med blandgaserr svetshastigheten lgre och svetsparametrarnasvrare att stlla in. Dessutom produceras avse-vrt mera rk och sprut. Med koldioxid kan inteheller ngon ren spraybge etableras, hur mycketman n hjer trdmatning och spnning. Fr att

bsta resultat vid pulsad svetsning br koldioxid-halten ligga under 16%.

Skyddsgasen har ocks betydelse fr svets-arens arbetsmilj. Exempel p detta r AGAsserie av skyddsgaser med varunamnet MISONsom tagits fram i syfte att snka ozonhaltenvid svetsning. Ozon r en hlsovdlig gas som

bildas vid all bgsvetsning i mer eller mindreutstrckning. ven mngden svetsrk kan p-verkas genom valet av skyddsgas. Genom att

byta frn argonblandning med 20% koldioxid tillargonblandning med 8% koldioxid kan mngdensvetsrk minskas med upp till 50%.

Frutom valet av rtt skyddsgas r instllning-en av gasdet viktig. Om gasdet r fr lgt,

orkar det inte trnga undan luften ordentligt, sefgur 17a. Om det dremot r fr hgt blir det

oroligt (turbulent) och d nns det risk fr att luft

sugs med in i ljusbgense fgur 17b. Instllningenav det grs p askregulatorn. Vid rekommen-dation av skyddsgasde r en tumregel att

skyddsgasdet i l/min r lika stort som gaskp-

ans diameter i mm. Vill man vara riktigt sker attdet r tillrckligt framme vid gaskpan, kan

man kontrollera detta med hjlp av en liten des-mtare som hlls tryckt mot gaskpans utlopp.

Skyddsgaser

Skyddsgasens frmsta uppgift vid MIG/MAG-svetsning r att skydda smltan, elektroden ochljusbgen frn den omgivande luftens skadligainverkan,se fgur 16. Om luft tillts komma in ismltan kan den frdiga svetsens hllfasthet fr-smras. ven ljusbgsfrloppet pverkas om luftsugs in i skyddsgasatmosfren. Gasens renhetgaranteras av gasleverantren vid leveranstid-

punkten. Drefter r det anvndaren som ansva-rar fr att gasen inte frorenas p sin vg frnleveranspunkten fram till gaskpan i svetspisto-len. Genom fljande tgrder minskar riskerna

fr att gasskyddet ska frorenas:

spola igenom regulator och slang med skydds-

gas efter lngre uppehll. kontrollera att gasslangar och kopplingar r tta. anpassa skyddsgasdet efter svetssituationen. luta inte svetspistolen fr mycket. Vid fr kraftig

lutning sugs luft in genom injektorverkan.

Skyddsgasen pverkar era faktorer ssom

materialverfring, svetsens form och intrng-

ning samt svetshastighet. Det r drfr av strstavikt att vlja rtt skyddsgas till sin applikation. Enhjlp vid valet av skyddsgas r AGAs gasguide.

Vid MIG-svetsning av aluminium anvndsde inerta gaserna argon och helium eller bland-ningar av dessa. Ren argon kan inte anvndasfr svetsning av stl eftersom ljusbgen d blirallt fr instabil. Fr rostfritt anvnds drfrargonblandningar med ngra enstaka procentkoldioxid eller oxygen. Vid svetsning av olege-rade och lglegerade stl anvnds argonbland-ningar med ganska hga halter koldioxid(8-23%). Dessa gasblandningar rknas som

Figur 17 b. Ett fr hgt skydds-gasflde medfr turbulens.

Figur 16. Gasskyddet vidMIG/MAG svetsning.

Figur 17 a. Ett fr lgt skyddsgasfldeorkar inte trnga undan luften.


14/20

Ultraviolett strlning

Den elektriska ljusbgen snder ut strlning be-stende av synligt ljus, infrard (IR-strlning)och ultraviolett strlning (UV-strlning). UV-strlning kan ge upphov till skador i gats horn-hinna (svetsblnk), gr starr och brnnskador

p huden. IR-strlning och intensivt ljus kan genthinneskador. Det r drfr av strsta vikt attsvetsaren skyddar gonen genom att anvndangon form av skyddsglas (svetsglas). Dessa rvanligen klassade i olika tthetsgrader. Ju hgretthetsgrad, desto mindre strlning slpper glasetigenom. Strlningens intensitet beror bland annat

p strmstyrkan. Vilken tthetsgrad som krvsvid olika strmstyrkor visas itabell 1, sid 15.

Vid MIG/MAG-svetsning, liksom vid all an-nan svetsning, utstts svetsaren fr hlsorisker,svida inte lmpliga skyddstgrder vidtas. Dehlsorisker som man i frsta hand br beakta vidMIG/MAG-svetsning r luftfroreningar i formav rk och gaser, samt intensiv strlning frnljusbgen.

Rk och gaser

Froreningar som bildas i samband med svets-ning bestr av rk och gaser. Rken bildas genom

att smlt metall frngas i ljusbgen. ngan kon-denserar och oxiderar nr den kommer i kontaktmed den omgivande luften. Rkpartiklarna bestrdrfr frmst av oxider av olika mnen. Vid svets-ning r det i frsta hand tillsatsmaterialet (ochgrundmaterialet) som bestmmer vilka mnensom ingr i svetsrken. ven belggningar p-verkar sammansttningen p svetsrken. Bero-ende p vilka mnen som ingr, r svetsrkenmer eller mindre hlsovdlig att inandas.

De hlsovdliga gaser man br beakta i sam-

band med MIG/MAG-svetsning r ozon, nitrsagaser (kvvemonoxid, kvvedioxid) och kolmo-noxid. Gaserna bildas p grund av den extremthga temperaturen eller den ultravioletta strl-ningen frn ljusbgen. Risker med svetsrk ochgaser kan minskas.Gr s hr: Se till att allmnventilationen r god. Anvnd punktutsug. Genom detta fngas

froreningarna in, innan de nr andningszoneneller sprids i lokalen. Det nns era olika typer

av punktutsug, till exempel fasta utsug, utsug-ningsarmar, yttbara utsugningsmunstycken

eller utsug som r inbyggda i svetspistolen,se fgur 18. Vilken typ man vljer beror p denaktuella situationen.

Undvik att hlla huvudet i den plym av svets-

rk och gaser som stiger upp frn svetsstllet. I speciella fall, till exempel vid svetsning av

rostfritt stl kan svetsskrm med ngon formav andningsskydd anvndas. Exempel p and-ningsskydd r mask, svetshjlm med frisk-luftstillfrsel antingen frn portabel kt med

lter eller utrustning ansluten till tryckluft-system.

Vlj lmplig skyddsgas. Fr att snka halten

av den hlsovdliga gasen ozon som bildasvid svetsning, kan ngon av AGAs MISON-gaser anvndas. Mngden svetsrk kan mins-kas med upp till 50% om man gr ver frn

argon med 20% koldioxid till argon med 8%koldioxid.

Svetsa med rtt instllda svetsparametrar. En

lugn och stabil ljusbge utan sprut ger minstamngden svetsrk.

Svetsmilj

Figur 18. Svetspistol med inbyggd utsug.

14


15/20

Under senare r har en ny typ av skyddsglaskommit fram, s kallade LCD-glas. Dessa rljusa och slpper igenom ljuset vid svetsfrbere-delserna. Nr ljusbgen tnds, mrknar de auto-matiskt inom loppet av 0,6 tusendels sekund.

Efter svetsningen blir glasen ter ljusa och slp-per igenom ljuset. Svetsarbetet med LCD-glasblir skrare och bekvmare samtidigt som svets-kvaliteten kar.

Man br ven tnka p att skydda arbetskam-raterna runt omkring mot den intensiva strlning-en frn ljusbgen. Detta grs lmpligen genomatt skrma av arbetsplatsen med draperier elleryttbara skrmar.

Inte bara gonen, utan ocks huden msteskyddas mot UV-strlning. Brnnskador i form

av hudrodnader kan annars uppst. Kldselnskall tcka hela kroppen och knppas ordentligt

Tabell 1. Lmplig tthetsgrad p skyddsglasen vid MIG/MAG-svetsning.

Scale number MIG MAG

Current (A) Current (A)

10 -100 -80

11 100-175 80-125

12 175-250 125-175

13 250-350 175-300

14 350-500 300-450

15 500- 450-

Figur 19. Svetshjlm med LCD-glas.

i halsen. Handskarna ska ha en lng krage somverlappar overallsrmen. Huvudet och venhalsen ska skyddas av en svetshjlm,se exempel

fgur 19.

vrigt

Det nns en rad andra hlsorisker i samband

med svetsning, frutom de som diskuterats ovan.Nedan fljer exempel p risker som inte r speci-kt frknippade med MIG/MAG-svetsning, utan

med svetsning verhuvudtaget eller med andraarbetsmoment som utfrs i samband med svets-ning: fysisk belastning, buller, vrmestrlning,olycksfallsrisker, med era.

Inom svetsaryrket r det fortfarande belast-

ningsskadorna som r det strsta problemet.

15


16/20

16

Arbetspunkten ska ligga inom arbetsomrdet ochp en sdan niv att vrmeeffekten till arbets-stycket blir riktig.

Under svetsningens gng har man ingen mjlig-het att se var ngonstans i arbetsomrdet manbenner sig. Men genom att studera ljusbgen

och svetsresultatet kan man gra en bedmning.r instllningen riktig, erhlls en stabil ljusbgemed rtt lngd. Vrmetillfrseln till arbetsstycket

blir riktig och inget sprut bildas. Svetsen blir sltoch fr en n anslutning till grundmaterialet.

Vi ska nu se vad som hnder om arbetspunktenfryttas utanfr arbetsomrdet. Nedanstende

resonemang gller fr kortbgsvetsning med kol-dioxid som skyddsgas. Frst kar vi spnningenmed bibehllen matning,se fgur 21. Spnningen

blir nu fr hg i frhllande till trdmatningen.Matarverket hinner inte mata fram trd i sammatakt som nedsmltningen sker. Ljusbgen blir frlng och orolig. Oregelbundna kortslutningar

frekommer och en del svetssprut uppstr. Svets-en blir fr lg och fr smltdiken i kanterna.

MIG/MAG i praktiken

U (V)

1 (A)

3

21

Fogberedning

Vid MIG/MAG-svetsning anvnds i principsamma fogtyper som vid svetsning med manu-ell metallbgsvetsning. Exempel p fogtyper rI-fog med eller utan spalt fr svetsning i tunnarematerial och V-fog med eller utan rtkant frsvetsning i grvre material. Innan svetsningen

pbrjas br fogytorna och omrdet runt fogenrengras. Fukt, smuts, oxider, olja och andra fr-oreningar kan annars orsaka svetsfel.

Val av tillsatsmaterial ochskyddsgas

Fre svetsningen br man kontrollera att manvalt rtt skyddsgas och tillsatsmaterial i frhl-lande till sin svetsapplikation. Val av skyddsgashar vi tidigare diskuterat i kapitlet Skydds-gaser. Rekommendationer om tillsatsmaterialoch elektroddimensioner kan fs frn leverant-ren. Vid byte av elektroddimension r det viktigtatt elektrodledare, matarrullar och kontaktmun-

stycke avpassas till den nya elektroddiametern.

Svetsparametrarnas betydelse

Svetsparametrarna och deras instllning har storbetydelse fr svetsresultatet. Man skiljer p ut-rustningsberoende och personberoende svetspa-rametrar. Till de frra rknas spnningen, trd-matningshastigheten och induktansen. Dessaregleras p svetsutrustningen. Exempel p per-sonberoende parametrar r pistollutning, kon-taktrrsavstnd och svetshastighet.

Instllning av spnning ochtrdmatningshastighet

Instllningen av trdmatningshastighet (som isin tur bestmmer strmmen, (I) och spnning(U) beror p grundmaterial godstjocklek, typ avsvetsfog, svetslge, tillsatsmaterial och anvndskyddsgas. Frn svetsdatatabeller kan riktvrdenfr instllningen erhllas. Med hjlp av dessakan en lmplig arbetspunkt stllas in,se fgur 20.

Figur 20.1. Lmplig arbetspunkt.2. Arbetsomrde.3. Ljusbgens vrmeeffekt.

U (V)

1 (A)

Figur 21. Fr hg spnning i frhllande till trdmatning.


17/20

17

U (V)

I (A)

Genom att ka trdmatningen kan vi kommatillbaka in i arbetsomrdet,se fgur 22. Ljusbgen

blir ter stabil, men arbetspunkten har hamnat pen fr hg niv. Det betyder att vrmeeffekten

blir fr hg och ljusbgen blir fr het i frhl-lande till arbetsstycket. Speciellt vid svetsning itunt material nns nu risk fr genombrnning.

Vi ska nu ytta arbetspunkten utanfr arbets-omrdet genom att snka spnningen i frhl-lande till utgngslget men med bibehllentrdmatning, se fgur 23. Spnningen blir dfr lg i frhllande till trdmatningen. Vrme-effekten blir inte tillrcklig fr att hinna smltaav elektroden. Resultatet blir en kort ljusbge drelektroden stter mot grundmaterialet. Vi knner

att svetspistolen vill lyfta sig. Den lgre vrme-effekten medfr ocks att svetsen inte yter ut

tillrckligt och resultatet blir en hg bullig svetsmed dlig intrngning.

Fr att ter komma in i arbetsomrdet minskar vitrdmatningen. Arbetspunkten hamnar d p enlgre niv n tidigare,se fgur 24. Ljusbgen blirnu ter stabil, men vrmeeffekten blir alldelesfr lg. Resultatet blir en kall svets som inte yterut ordentligt. Intrngningen blir dessutom otill-rcklig.

Figur 22. Spnningen och trdmatningen ligger fr hgtvilket innebr att vrmeeffekt blir fr hg.

Figur 23. Fr lg spnning i frhllande till trdmatnings-hastighet.

U (V)

I (A)

Fr att hitta en riktig arbetspunkt igen mstespnningen och trdmatningen kas parallellt.Sammanfattningsvis kan vi konstatera att arbets-

punkten, det vill sga sambandet mellan spn-

ning och trdmatning ska uppfylla tv villkor:

1. Arbetspunkten ska benna sig inom arbets-

omrdet fr den aktuella kombinationen avskyddsgas och tillsatsmaterial.

2. Arbetspunkten ska benna sig p en sdan

niv att ljusbgens vrmeeffekt blir riktig i fr-hllande till arbetsstycket.

Frutom spnning och trdmatningshastighetkan en tredje parameter ibland stllas in p

strmkllan, nmligen induktansen. Denna reg-leras genom tv eller tre fasta uttag p strmkl-lan eller genom stegls reglering. Lg induktans

betyder mindre vrme till arbetsstycket, hgrekortslutningsfrekvens och en mer trgytande

smlta, vilket r lmpligt vid tunnpltssvetsning.Vid svetsning av grvre material vill man tillframera vrme och vljer drfr en hgre induktans.Vid spraybgesvetsning inverkar inte induktan-sens instllning p svetsfrloppet.

Figur 24. Fr lg spnning och trdmatningshastighetinnebr att ljusbgens vrmeeffekt blir fr lg.

U (V)

I (A)


18/20

Pistollutning

Hur svetspistolen lutas i frhllande till svetsenhar stor betydelse fr svetsens form och intrng-ningens storlek. lfgur 25visas hur pistolen br

hllas i frhllande till svetsens tvrsnitt fr oli-ka fogtyper.

Hur mycket svetspistolen br lutas i frhllan-de till svetsens lngdriktning beror p svetslget.En tumregel r att lutningsvinkeln i frhllandetill svetsens normallinje inte ska verstiga 15

se fgur 26. Denna gur illustrerar ocks skill-naden mellan frnsvetsning och motsvetsning.Vid motsvetsning lutas pistolen mot den frdigasvetsen under svetsningens gng. Mycket vrmetillfrs d smltan och intrngningen blir djup.

Svetshastighet

ven svetshastigheten har stor inverkan p svet-sens form och intrngning. Fr hg svetshastig-het i frhllande till spnning och trdmatning

innebr att vrmetillfrseln per lngdenhet blirfr liten. Svetsen blir smal och fr en otillrck-lig intrngning. Vid fr lg svetshastighet blirvrmetillfrseln och mngden nedsmlt material

per lngdenhet fr stor. Resultatet blir en fr storsvetssmlta och en stor vrmepverkad zon runtsvetsgodset.

Kontaktrrsavstnd

Kontaktrrsavstndet, se fgur 27, kan svetsa-

ren ndra genom att ndra pistolens lge i fr-hllande till arbetsstycket. Avstndet br hllaskonstant under hela svetsningen, annars leder dettill strmvariationer och varierande vrmetillfr-sel till arbetsstycket. Korrekt kontaktrrsavstndr 10 till 20 mm vid svetsning med trdelektrodoch upp till 25 mm vid svetsning med rrtrds-elektrod.

45

45

45

90

Figur 25. Lmplig pistollutning tvrs svetsriktningen frolika fogtyper.

Figur 26. Pistolens lutning i svetsens lngdriktning.1. Motsvetsning. 2. Frnsvetsning.

5 - 15

Figur 27. Definitioner:1. Kontaktrrsavstndet.2. Elektrodutstick.

21

5 - 15

1

2

18


19/20

19

Anteckningar


20/20

ESAB AB

Box 8004, 402 77 Gteborg

XA

00139210

Innehll

Inledning

Sammanfattning

Princip

Svetsparametrar

Vad hnder i ljusbgen?

Kortbge

Blandbge

Spraybge

Kortpulsning

Frdelar, begrnsningar och anvndningsomrde

Utrustning

Strmklla

Matarenhet

Svetspistol och slangpaket

Gasfrsrjning

Tillsatsmaterial

Trdelektrod eller rrelektrod?

Skyddsgaser

Svetsmilj

Rk och gaser

Ultraviolett strlning

vrigt

MIG/MAG i praktiken

Fogberedning

Val av tillsatsmaterial och skyddsgas

Svetsparametrarnas betydelse

Instllning av spnning och trdmatning

Pistollutning

Svetshastighet

Kontaktrrsavstnd

ESAB Mig/Mag Training&Education swe.

Documents

Transcript of ESAB Mig/Mag Training&Education swe.