Der globale Wettbewerb fordert von schweißtechnischen Fertigungsverfahren und Verfahrensentwicklungen eine starke Konzentration auf die Leistungsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit. Beim Metall-Schutzgasschweißen (MSG-Schweißen) kommen deshalb zunehmend MSG-Hochleistungsverfahren zum Einsatz. Parallel zu dem wirtschaftlichen Druck steigt das Bewusstsein für die planetarischen Grenzen der Erde und rückt Themen wie den Klimawandel in den Fokus der Öffentlichkeit. Ziel der vorliegenden Arbeit ist ein Beitrag zur Lösung der Umweltprobleme, welche auf das MSG-Schweißen zurückgeführt werden können. Um die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen zu berücksichtigen werden sowohl Prozesse im konventionellen als auch im Hochleistungsbereich betrachtet. Zunächst wird der Energiebedarf in Abhängigkeit von Verfahrensvariante, Lichtbogenart und Leistungsbereich charakterisiert. Mit Hilfe von Ökobilanzen erfolgt eine detaillierte Analyse der Umweltwirkungen in den Kategorien Klimawandel, Versauerung, Eutrophierung, Photooxidantien und stratosphärischer Ozonabbau. Anschließend werden die Verbesserungsstrategien "Energieeffizienz" und "Fugenvorbereitung" in einer Ökoeffizienzbetrachtung bewertet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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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.
Aktualisiert: 2020-01-28
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Der globale Wettbewerb fordert von schweißtechnischen Fertigungsverfahren und Verfahrensentwicklungen eine starke Konzentration auf die Leistungsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit. Beim Metall-Schutzgasschweißen (MSG-Schweißen) kommen deshalb zunehmend MSG-Hochleistungsverfahren zum Einsatz. Parallel zu dem wirtschaftlichen Druck steigt das Bewusstsein für die planetarischen Grenzen der Erde und rückt Themen wie den Klimawandel in den Fokus der Öffentlichkeit. Ziel der vorliegenden Arbeit ist ein Beitrag zur Lösung der Umweltprobleme, welche auf das MSG-Schweißen zurückgeführt werden können. Um die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen zu berücksichtigen werden sowohl Prozesse im konventionellen als auch im Hochleistungsbereich betrachtet. Zunächst wird der Energiebedarf in Abhängigkeit von Verfahrensvariante, Lichtbogenart und Leistungsbereich charakterisiert. Mit Hilfe von Ökobilanzen erfolgt eine detaillierte Analyse der Umweltwirkungen in den Kategorien Klimawandel, Versauerung, Eutrophierung, Photooxidantien und stratosphärischer Ozonabbau. Anschließend werden die Verbesserungsstrategien "Energieeffizienz" und "Fugenvorbereitung" in einer Ökoeffizienzbetrachtung bewertet.
Aktualisiert: 2023-03-31
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