Häufige Schweißfehler beim Lichtbogenschweißen und systematische Präventionsmethoden

Erstens ist bei Hinterschneidungsfehlern die Haupterscheinung das übermäßige Schmelzen des Grundmetalls an der Schweißnahtkante, wodurch eine rillenartige Vertiefung entsteht. Diese Art von Defekt wird normalerweise durch einen zu hohen Schweißstrom, einen zu langen Lichtbogen oder unsachgemäße Elektrodenmanipulation verursacht. Wenn der Strom zu hoch ist, konzentriert sich der Lichtbogenwärmeeintrag, was zu starkem Schmelzen der Grundmetallkante führt, während sich das Schmelzbad nicht rechtzeitig füllt und so eine Hinterschneidung entsteht. Darüber hinaus können auch eine zu schnelle Elektrodenbewegung oder eine unsachgemäße Winkelsteuerung zu einer ungleichmäßigen Schmelzbadverteilung führen. Um dieses Problem anzugehen, sollten die Schweißparameter optimiert werden, um den Wärmeeintrag zu steuern, ein angemessener Strombereich sollte ausgewählt werden und die Verweilzeit an der Fasenkante sollte entsprechend verlängert werden, um eine ausreichende Schmelzbadfüllung sicherzustellen. Gleichzeitig sollte die Lichtbogenlänge kontrolliert werden, um eine Wärmeverteilung und eine instabile Verbrennung aufgrund eines zu langen Lichtbogens zu vermeiden. Die Kontrolle des Hinterschnitts ist besonders wichtig beim Kontaktschweißen oder bei präzisen leitfähigen Verbindungsprozessen, um lokale Spannungskonzentrationen zu vermeiden.

Zweitens sind Schweißraupen ein weiterer häufiger Defekt, der sich typischerweise in einer lokalisierten Metallansammlung oder einem Durchhängen auf der Schweißoberfläche äußert. Dieses Phänomen wird häufig durch einen zu hohen Schweißstrom, eine zu langsame Schweißgeschwindigkeit oder zu große Montageabstände verursacht. Insbesondere in vertikalen oder Überkopf-Schweißpositionen ist das Schmelzbad aufgrund der Schwerkraft anfälliger für unkontrolliertes Fließen. Für unterschiedliche Schweißpositionen sollten unterschiedliche Steuerungsstrategien angewendet werden. Beispielsweise kann beim Überkopfschweißen der Strom entsprechend um etwa 15 bis 20 % reduziert und der Fluss des Schmelzbads durch eine Schweißtechnik „in der Mitte schneller, an den Seiten langsamer“ gesteuert werden. Beim Vertikalschweißen sollte die Temperatur des Schmelzbades streng kontrolliert werden und die Kühlung sollte bei Bedarf durch Unterbrechung oder Anheben des Lichtbogens erreicht werden. Darüber hinaus ist die richtige Kontrolle des Fasenspalts auch ein wichtiges Mittel zur Vermeidung von Schweißperlen. Bei Prozessen, bei denen Silberkontakte an Kupferstäbe gelötet werden oder Silber an Kupfer gelötet wird, wirkt sich die Stabilität des Schmelzbads direkt auf die Gleichmäßigkeit der Verbindungsschnittstelle aus.

Schlackeneinschlüsse manifestieren sich hauptsächlich als ungeschmolzene Schlacke oder Oxide, die in der Schweißnaht eingebettet sind und die Dichte und mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht stark beeinträchtigen können. Häufige Ursachen sind unzureichender Schweißstrom, zu hohe Schweißgeschwindigkeit und das Versäumnis, die Schlacke beim Mehrlagenschweißen umgehend zu entfernen. Ein unzureichender Strom führt zu einer unzureichenden Schmelzbadtemperatur und verhindert, dass die Schlacke vollständig an die Oberfläche schwimmt. Umgekehrt führt eine zu hohe Schweißgeschwindigkeit dazu, dass sich Schlacke in der Schweißnaht festsetzt, bevor sie austreten kann. Um diesem Problem zu begegnen, sollten die Schweißparameter entsprechend angepasst werden, um eine ausreichende Wärmezufuhr sicherzustellen, und beim Mehrlagenschweißen sollten die Reinigungsverfahren zwischen den Lagen strikt befolgt werden. Darüber hinaus trägt eine entsprechende Vergrößerung des Fasenwinkels dazu bei, die Fließbedingungen im Schmelzbad zu verbessern und die Flotation der Schlacke zu fördern. Im Herstellungsprozess von gelöteten Kontakten oder gelöteten elektrischen Kontakten verringern interne Einschlüsse die Leitfähigkeit erheblich und erfordern daher eine genaue Kontrolle.

Risse gehören zu den schädlichsten Schweißfehlern und hängen oft eng mit der Schweißspannung, der Materialzusammensetzung und der Abkühlgeschwindigkeit zusammen. Zu den häufigsten Ursachen gehören ein zu schneller Lichtbogenabbruch, thermische Spannungskonzentrationen aufgrund von Hochstromschweißen und ein hoher Gehalt an schädlichen Elementen im Material. Beim Schweißen verfestigt sich das geschmolzene Metall und schrumpft; Wenn die Spannung nicht abgebaut werden kann, kommt es zur Rissbildung. Um Rissen wirksam vorzubeugen, sollten sowohl Prozess- als auch Materialaspekte berücksichtigt werden. Einerseits verringert die Vorwärmung des Werkstücks die Abkühlgeschwindigkeit und den Temperaturgradienten und verringert so die thermische Belastung. Andererseits trägt die Verwendung alkalischer Schweißelektroden dazu bei, den Einfluss schädlicher Elemente wie Schwefel und Phosphor auf die Schweißleistung zu verringern. Darüber hinaus sollte die Schweißnahtform optimiert werden, um tiefe, schmale Schweißnahtstrukturen zu vermeiden und so die Spannungskonzentration zu reduzieren. Bei Verbindungsanwendungen mit hoher-Zuverlässigkeit, wie etwa dem Verbinden von Kupferbarren mit Silberkontakten oder dem Verbinden von Silberkontakten mit Kupferbarren durch Hartlöten, ist die Risskontrolle ein zentraler Aspekt des Qualitätsmanagements.