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Plasma-Lichtbogenschweißen

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Plasma-Lichtbogenschweißen

Das PAW-Verfahren (PAW = Plasma Arc welding = Plasma-Lichtbogenschweißen) macht sich die Eigenschaften eines bestimmten Aggregatzustandes zunutze, der als „Plasma“ bezeichnet wird. 

Plasma wird durch Gase oder Gasgemische erzeugt, deren Atome beim Strömen durch einen Lichtbogen stark ionisiert wurden und die daher elektrische Energie aufnehmen und leiten können. 

Gut fokussierte Plasmastrahlen mit erheblich reduzierter Dimension und Hochleistungsdichten werden erzielt, indem das Plasma durch spezielle Düsen mit speziell kalibrierten und entsprechend gekühlten Öffnungen „gedrückt“ wird. 

Der Lichtbogen kann zwischen einer unschmelzbaren Elektrode und dem Schweißteil (übertragener Lichtbogen) oder zwischen der Elektrode und der Düse (nicht übertragener Lichtbogen) auftreten. 

Der Schutz des Schmelzbades wird durch eine koaxiale Strömung eines Schutzgases oder Schutzgasgemisches aus der
Stargas®-Produktpalette gewährleistet. 

Das Verfahren des Plasma-Lichtbogenschweißens kann mit oder ohne Schweißzusatz angewendet werden. 

Eine Variante des Plasma-Verfahrens ist die sogenannte „Stichloch-Technik“. Diese beinhaltet die sofortige Verdampfung des Materials, wodurch eine Durchlassöffnung erzeugt wird, sodass sich aufgrund des Metalldampfdrucks das Schmelzbad an die Seiten bewegt und sich dann wieder zurückschließt; der Ausgleich zwischen diesen beiden Faktoren und die Auswahl der geeignetsten Gasgemische bestimmen die durch den Strahl erreichte Tiefe und damit den Durchdringungsgrad, wodurch eine hohe Produktivität erzielt werden kann.

Beim „Stichloch“-Verfahren wird zwischen zwei Ausführungsvarianten unterschieden: „nicht durchdringend“ und „vollständig durchdringend“.

Jeder Plasmatyp wird hauptsächlich auf mechanisierte oder automatisierte Weise verwendet. Das Plasma-Lichtbogenschweißen ist im Vergleich zu WIG- und MIG-Verfahren weniger für Oxidationsphänomene anfällig.

Dieses für das Schweißen von Aluminium, Edelstahl, Kupfer, Nickel- und Stahllegierungen entwickelte System wurde erfolgreich für die Verwendung in diversen anderen Sektoren erweitert:

Die Verwendung von stark ionisierten Gasen oder Gasgemischen und ein eingeschränkter Lichtbogen machen den Erhalt von Plasmastrahlen mit hochkinetischen und hochthermischen Eigenschaften möglich, welche imstande sind, hohe Energiemengen zu befördern

Im Plasma-Verfahren werden zwei separate Gasflüsse verwendet:

  • Plasmagas: Dieses ist stark ionisierbar und in der Lage Hochleistungs-Plasmastrahlen zu erzeugen.
  • Schutzgas: Verhindert einen Kontakt zwischen dem Schmelzbad und der umgebenden atmosphärischen Luft.

Die Auswahl dieser Gase und Gasgemische erfolgt auf Basis der Tatsache, dass diese die Form und den Umfang des Plasmastrahls bestimmen und sich auf das gute Ergebnis der Schweißung auswirken können, die im optimalen Fall fehlerlos ist und einen exzellenten mechanischen Widerstand aufweist.

Dank der Forschungen und Versuche im Bereich Plasma-Technologie entwickelte SIAD Gemische für die Stargas®-Produktlinie speziell für dieses Schweißverfahren. Diese Gase gewährleisten eine höhere Schweißqualität, eine größere Arbeits- und Verarbeitungsgeschwindigkeit sowie eine bessere Leistung und Verbesserungen in der Arbeitsumgebung.

ARGON 5.0 wird aufgrund seines geringen Ionisierungspotenzials und seines hohen Reinheitsgrads für die Erzeugung des Plasmastrahls verwendet, wodurch Reinheit und Stabilität des Strahls erhöht werden. Bei Verwendung als Schutzgas erhöht es die Qualität der Schweißverbindung.

Dank der hohen thermischen Konduktivität von Helium ermöglichen HELISTAR-Gemische das Erreichen von Produktivitätssteigerungen durch Erzeugung von weiteren Schmelzbädern, welche wiederum Geschwindigkeit und Qualität erhöhen. Helium, ein Gas mit hohem Ionisierungspotenzial ermöglicht eine Kontrolle des erzeugten Plasmas.

HYDROSTAR-Gemische verringern aufgrund ihrer Dissoziations- und Reassoziationseigenschaften ihrer Wasserstoffmoleküle in Kombination mit Argon und anderen Gasen die Bildung von Oxiden und begünstigen die Durchdringung bei der Schweißung von Edelstahl und austenitischen Stählen.