DVS-Arbeitsgruppe V2.4.4 "MIG-Schweißen von Aluminium" erarbeitet einen Standard zur Bestimmung des Wasserstoffgehaltes von Schweißzusätzen

Porenbildung ist eines der Hauptprobleme beim MIG-Schweißen von Aluminium. Quellen für Wasserstoff sind Grundwerkstoff, Schweißzusatz, Schutzgas und Atmosphäre. Den Wasserstoffgehalt von Schutzgas und Atmosphäre können wir über den Taupunkt recht gut bestimmen. Den Grundwerkstoff kann man vor dem Schweißen vorwärmen, beizen, schaben etc.

Unglücklicherweise sind wir aber derzeit nicht in der Lage den Wasserstoffgehalt des Schweißzusatzes zuverlässig zu bestimmen.

Wie Sie dem beiliegenden Bericht entnehmen können, wurden Proben an drei verschiedene Hersteller von Wasserstoffanalysatoren übersandt. Die Details entnehmen Sie bitte dem Bericht.

Die Ergebnisse hätten nicht unterschiedlicher ausfallen können!

Bei einer Nachbesprechung mit einem der Gerätehersteller sind wir jedoch zur Überzeugung gelangt, dass die Abweichungen durch Parameter wie Prüftemperatur, Prüfzeit etc. begründet sind. Mit einer Standardisierung dieser Parameter, sowie dem Probenhandling könnte man vermutlich durchaus zu zufriedenstellenden Ergebnissen kommen.

Deshalb möchten wir auch den Empfehlungen der RWTH-Aachen folgen und ein Merkblatt zu diesem Thema erstellen. Eine Weiterentwicklung in Richtung einer Norm wäre durchaus möglich.

Die erste Sitzung des Arbeitskreises wird am 14.2.2012 in Aachen stattfinden. Experten und Interessierte sind gerne willkommen. 

Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen

Vom Deutschen Kupferinstitut gibt es eine 52-seitige Informationsschrift zum Thema "Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen". Diese enthält alle gängigen Schweißverfahren, die Schweißeignung der verschiedenen Legierungen, die Verbindung mit anderen Werkstoffen und natürlich die werkstofftechnischen Grundlagen.
Das Dokument kann kostenfrei beim DKI heruntergeladen werden.

Eignungsprüfung der Schutzgase Varigon S und Varigon He50S

Die von der Linde AG entwickelten Schweißschutzgase mit den Handelsbezeichnungen Varigon S und Varigon He50S enthalten einen Anteil von 300ppm Sauerstoff zur Verbesserung der Lichtbogenstabilität. Nach der DIN EN ISO 14175 entsprechen diese Schutzgase nicht der Gruppe I, sondern werden wie folgt bezeichnet:

• Varigon S --> DIN EN ISO 14175 - Z - ArO - 0,03
• Varigon He50S --> DIN EN ISO 14175 - Z - ArHeO - 50/0,03

Dies hatte zur Konsequenz, dass die für Schutzgase der Gruppe I1 eignungsgeprüften Aluminiumschweißzusätze generell nicht mit Varigon Schutzgasen eingesetzt werden konnten.

Im Rahmen einer erweiterten Eignungsprüfung mit dem TÜV-Süd hat Linde nun nachgewiesen, dass die Varigon-Schweißschutzgase sehr wohl auch den hohen Anforderungen der Druckgeräterichtlinie 97/23/EG entsprechen. Die Schweißzusätze der Typen S Al 5183 und S Al 4043 sind ab sofort auch für Varigon-Schweißschutzgase eignungsgeprüft.

Bei der Schweißung der Prüfstücke konnte festgestellt werden, dass die mit Sauerstoff dotierten Schutzgase einen ruhigeren Lichtbogen aufwiesen.

Die umfangreichen Prüfungen zeigten keinerlei negative Auswirkungen der aktiven Schutzgaskomponente. Tatsächlich war der Porengrad bei allen Proben sehr gering, was nicht zuletzt auch auf die hochreinen Schweißzusätze von MIG WELD zurückzuführen ist.

Gefahrstoffverordnung 2010

Am 5.4.2011 fand die Arbeitskreissitzung der DVS-Arbeitsgruppe V 2.4 "Schweißen mit abschmelzender Elektrode MIG/MAG" bei der Berufsgenossenschaft Holz und Metall in Hannover statt.
Dabei gab es interessante neue Informationen zu den Entwicklungen beim Arbeitsschutz.
Man geht davon aus, dass Massivdrahtelektroden und -schweißstäbe gemäß den REACH-Bestimmungen Erzeugnisse sind. Erzeugnisse benötigen kein Sicherheitsdatenblatt, aber es besteht eine Auskunftspflicht seitens des Herstellers.
Diese Schweißzusätze werden erst bei der Verarbeitung zum Gefahrstoff im Sinne der Gefahrstoffverordnung 2010. Gefahrstoffe sind demnach alle Stoffe denen ein Arbeitsplatzgrenzwert zugewiesen wurde.
Besonders hingewiesen wurde auch auf das sogenannte STOP-Prinzip. Demnach ist beim Auftreten von Gefahrstoffen in folgender Reihenfolge vorzugehen:

1. Substitution
2. Technik
3. Organisatorisch
4. Persönlich

Falls möglich muss ein Gefahrstoff durch Substitution beseitigt oder verringert werden, erst wenn dies nicht möglich ist durch technische Methoden, dann durch organisatorische und erst zuletzt durch persönliche Schutzmassnahmen.

Fr. Dr. Spiegel-Ciobanu referierte über die Arbeitsschutzregelungen für das MSG-Schweißen. Demnach besteht ein Arbeitsplatzgrenzwert von 3mg/m3 für allgemeine Stäube mit Partikelgrößen < 1 Mikrometer. Für das Schweißen sind diese Partikelgrößen zutreffend. Für manche Stoffe wie z.B. Mangan oder Kupfer gibt es weitere stoffspezifische Grenzwerte. Für krebserzeugende Stoffe wie Chrom oder Nickel gibt es keine Grenzwerte mehr. Hier besteht ein Minimierungsgebot. Hier sind auf jeden Fall eine Absaugung im Entstehungsbereich und personengetragene Frischluftgeräte zu verwenden, falls eine Substitution b zw. andere Massnahmen nicht möglich sind.

Jeder Arbeitgeber hat für seine Schweißarbeitsplätze eine Gefährdungsbeurteilung gemäß der GefStoffV und §5 Arbeitsschutzgesetz durchzuführen.

Nähere Informationen finden sich unter:

• TRGS 528
• BGR 500
• DVS/VDI 6005
• BGI 593, 616, 743, 746, 855, 790-12

Der Aufwand für die Arbeitgeber erscheint beträchtlich, dürfte jedoch unumgänglich sein.

Flussmittel beim Lichtbogenlöten

Beim 5. DVS-Kolloquium "Lichtbogenschweißen" in der SLV-Duisburg wurde ein interessanter Artikel zum Einsatz von Flussmitteln beim Lichtbogenlöten berichtet*.
Beim Löten ist es grundsätzlich notwendig die Oberfläche des Grundwerkstoffes zu aktivieren. Dies wird beim Flammlöten durch Flussmittel erreicht. Beim Lichtbogenlöten ist der Einsatz eines Flussmittels üblicherweise nicht notwendig, sofern auf beschichtete (verzinkte) Bleche gelötet wird. Das Zink verdampft und darunter befindet sich eine blanke und oxidfreie Blechoberfläche, welche gut benetzbar ist.
Dennoch kann der MIG-Lötprozess weiter verbessert werden wenn gasförmige Flussmittel eingesetzt werden wie in folgendem Bild erkennbar ist.

I-Stoß CuSi3Mn, DP600Z100MB,Spalt 0,6 mm;

a) ohne Flussmittel; b) mit BoroPur70 0,7 l/min; c) mit BoroPur70 1,4 l/min; d) mit BoroPur70 2,2 l/min

Mit dem Flussmittel ist es auch möglich blanke (unverzinkte) Stahlbleche zu löten, was ansonsten nur sehr bedingt möglich ist. Es wird auch die Nahtgeometrie verbessert und es sind höhere Fügegeschwindigkeiten möglich.
Die Flussmittel sind bereits kommerziell verfügbar. Die Zuführung zum Schutzgas Argon ist unproblematisch.
Fraglich ist ob die Vorteile des Flussmittels die höheren Kosten und den Aufwand für Arbeitsschutz rechtfertigen. Hier darf man gespannt sein.

*Steigerung der Prozesseffizienz bei gleichzeitiger Verringerung der Produktionskosten durch

den Einsatz gasförmiger Flussmittel beim Lichtbogenlöten

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Johannes Wilden, Dr.-Ing. Arthur Porochonski

Technische Universität Berlin, Fachgebiet Füge- und Beschichtungstechnik

Univ.-Prof. Dr.rer.nat. habil. Wolfgang Müller, Dipl.-Ing. Holger Worrack

Technische Universität Berlin, Fachgebiet Kontinuumsmechanik und Materialtheorie

Ursachen und Bewertung von Unregelmäßigkeiten lichtbogengelöteter Verbindungen

Beim 5. DVS-Kolloquium Lichtbogenschweißen 2011 in Duisburg am 23.3.2011 gab es einen interessanten Vortrag betreffend der "Ursachen und Bewertung von Unregelmäßigkeiten lichtbogengelöteter Verbindungen" von F. Podlesak, M. Kusch, K.-J. Matthes, Chemnitz

Technische Universität Chemnitz – Institut für Fertigungstechnik/Schweißtechnik

Untersucht wurden lichtbogengelötete Verbindungen im Blechdickenbereich von 1,0 bis 2,0mm der Grundwerkstoffe DX51D+Z275, HCT600XD+Z200 und DC01+ZE50. Als Zusatzwerkstoffe wurden SG-CuSi3Mn1 und SG-CuAl8Ni2 mit einem Drahtdurchmesser von 1,0 und 1,2mm verwendet. Es wurden ausschließlich Überlappverbindungen in der Position PB gelötet.

Realisierbare Nahtvolumina in Abhängigkeit des Verhältnisses

von Drahtvorschub und Lötgeschwindigkeit, (a) und (b): DX51D,

(c) und (d): DC01

Bewertet wurden die Nahtausbildung, Korrosionsbeständigkeit und die Festigkeit. Als wesentlichen Vorteil des MIG-Lötens wurde die sehr große Robustheit gegenüber von Veränderungen der Prozessparameter erwähnt. Dies kann auch aus der Abbildung abgeleitet werden. So kann das Verhältnis zwischen Drahtvorschub und Lötgeschwindigkeit in einem großen Verhältnis variiert werden, ohne dass Schweißnahtfehler auftreten.

MIG Schweißen von Aluminium

In unserer DVS-Arbeitsgruppe "MIG-Schweißen von Aluminium" haben wir einen Film zum Thema erstellt. Dieser kann auf Youtube oder auf der DVS-Seite betrachtet werden.