Verbrauchsmaterial-Ecke: Warum es in einer Werkstatt, die GMAW mit C25-Schutzgas verwendet, zu Porosität kam

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F: In unserer Werkstatt werden viele schweißbezogene Reparaturen an Bau- und Landmaschinen sowie an großen Guss- und Schmiedeteilen aus Stahl durchgeführt, wobei wir vor allem das Flussmittel-Lichtbogenschweißen (FCAW) mit CO2-Schutzgas verwenden. Allerdings entstehen bei diesen Prozessen Rauch und Schweißspritzer. Wir haben versucht, einen Zusatzwerkstoff für das Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW) mit C25-Schutzgas zu verwenden, stellten jedoch eine starke Porosität fest. Irgendwelche Ideen, warum?

A: Basierend auf den von Ihnen bereitgestellten Informationen sehen wir mehrere mögliche Ursachen für die Porosität, die Sie feststellen.

Porosität entsteht, wenn während der Erstarrung Stickstoff, Sauerstoff oder Wasserstoff im Schweißbad eingeschlossen werden. Sauerstoff und Stickstoff stammen typischerweise aus atmosphärischer Verunreinigung, während Wasserstoff aus Fett, Ölfarbe, Schmutz oder Wasserverunreinigungen stammt.

Eine unzureichende Schutzgasabdeckung, die durch zu hohe oder zu niedrige Durchflussraten, Schlauchlecks, Luftzug oder einen zu großen Abstand der Schweißpistole zur Schweißnaht verursacht wird, kann ebenfalls zu Porosität führen. In jedem dieser Szenarien kann bereits eine kleine Menge Atmosphäre, die mit dem Schutzgas vermischt ist, den Ausbruch auslösen.

Durch Wasserstoff verursachte Porosität entsteht typischerweise durch Schweißen an Verbindungen, die falsch gereinigt und vorbereitet wurden. Sie sollten alle Oberflächenverunreinigungen entfernen und dann vorheizen, um eventuell vorhandene Feuchtigkeit zu entfernen.

Da Sie Reparaturarbeiten erwähnt haben, vermuten wir, dass Ihre Probleme mit der GMAW-Porosität auf einen nicht ordnungsgemäß gereinigten Oberflächenbereich zurückzuführen sind. Entfernen Sie alle sichtbaren Verunreinigungen mit Seife und Wasser oder Aceton, trocknen Sie die Oberfläche und schleifen Sie die Oberfläche ab oder verwenden Sie eine Speichenscheibe.

Da Sie bei Ihrem aktuellen Verfahren keine Porositätsprobleme erwähnt haben, ist es möglich, dass der von Ihnen verwendete FCAW-Draht eine bessere Reinigungsfähigkeit aufweist als der GMAW-Draht.

Abhängig von ihrer jeweiligen Klassifizierung können GMAW und FCAW ähnliche oder sehr unterschiedliche Gehalte an Mangan und Silizium, gemeinsamen desoxidierenden Elementen, aufweisen.

Desoxidationsmittel in massiven MSG-Drähten stammen ausschließlich aus dem Stahl, aus dem der Draht hergestellt wurde. Bei FCAW-Drähten stammen die desoxidierenden Elemente hauptsächlich aus dem Drahtkern.

FCAW-Drähte können mit Kernbestandteilen (sowohl Schlacken- als auch Desoxidationsbestandteilen) konstruiert werden, die speziell auf eine bessere Porositätsbeständigkeit zugeschnitten sind. Die beim FCAW entstehende Schlackenschicht trägt zur Porositätsbeständigkeit bei, indem sie die Absorption von Luftstickstoff durch die Oberfläche des geschmolzenen Schweißmetalls verhindert.

Als aktives Gas verbessert 100 % CO2 die Porositätsbeständigkeit beim FCAW, da die hohe Lichtbogentemperatur dazu führt, dass die Gasmoleküle dissoziieren – oder sich trennen –, wodurch die kontrollierte Menge Sauerstoff mit anderen Elementen reagieren kann. Dadurch werden Verunreinigungen in der Schlackenschicht eingefangen, die nach dem Schweißen entfernt werden.

Ein C25-Schutzgas – das zu 25 % aus CO2 und zu 75 % aus Argon besteht – bietet keine so starke Reinigungswirkung. Argon ist ein Inertgas, das keine reinigende Wirkung auf die Schweißpfütze hat, obwohl es Luft aus der Schweißnaht verdrängt.

Ein Schutzgas aus 100 % CO2 neigt zwar dazu, mehr Rauch und Spritzer zu erzeugen, verringert aber auch das Risiko von Porosität. Sie könnten eine gründliche Reinigung vor dem Schweißen in den GMAW-Prozess integrieren oder in eine lokale Rauchabsaugung investieren und beim FCAW bleiben.

Ein genauerer Blick auf die Kosten (einschließlich Nacharbeit) zur Reduzierung von Spritzern, Porosität und Rauch sollte Ihnen dabei helfen, herauszufinden, was für Ihre Werkstatt am besten ist.