Prozessauslegung und Analyse des Entkoppelten-MSG-Tandemschweißens für Anwendungen des Auftragschweißens

Steigende wirtschaftliche Anforderungen führen in der Branche abrasiv und korrosiv belasteter Bauteile zu permanenten Optimierungen bestehender und Entwicklung neuer Auftragschweißprozesse. Während bereits eingesetzte Verfahren unterschiedliche Charakteristiken aufweisen, stellt das MSG-Schweißen mit abschmelzender Elektrode die am häufigsten eingesetzte Prozessvariante dar. Bei dieser führt die direkte Kopplung von Drahtvorschubgeschwindigkeit und Schweißstromstärke jedoch zur nachteiligen Erhöhung des Aufschmelzgrades bei einer gewünschten Steigerung der Abschmelzleistung.
Um diese Problematik zu umgehen, wird in dieser Arbeit der „Consumable Double-Electrode-Welding-Process“ für Anwendungen des Auftragschweißens ausgelegt und analysiert. Bisher ist diese Variante des MSG-Zweidrahtschweißens aus Forschungen für das Verbindungsschweißen bekannt. Durch einen übertragenen Lichtbogen zwischen einer Drahtelektrode und dem Grundwerkstoff wird eine hohe Abschmelzleistung mit einem tiefen Einbrand erzeugt. Zusätzlich wird ein nicht-übertragener Bypass-Lichtbogen zwischen beiden Drahtelektroden ausgebildet, der zur Erhöhung der Abschmelzleitung beiträgt und einen Teilstrom des übertragenen Lichtbogens abführt. Diese Stromaufteilung führt zur Entkopplung der Schweißstromstärke von der Drahtvorschubgeschwindigkeit des übertragenen Lichtbogens, durch die mit der hier erarbeiteten Prozessmodifizierung reduzierte Einbrandprofile umgesetzt werden.
Die Untersuchungen fokussieren auf die Erforschung des Prozessverhaltens unter variablen geometrischen Randbedingungen und Charakteristiken der Schweißenergiequellen. Im Vordergrund stehen dabei Analysen des jeweiligen Lichtbogenverhaltens mit zugehörigen Wechselwirkungen innerhalb des ionisierten Plasmaraumes.