Ausführlicher Ratgeber zum Plasmaschweißen, Teil V

Ausführlicher Ratgeber zum Plasmaschweißen, Teil V

In einem ausführlichen Ratgeber stellen wir das Plasmaschweißen vor. Denn obwohl das Schmelz-Schweißverfahren, das zur Gruppe der Wolfram-Schutzgas-Schweißverfahren gehört, vergleichsweise jung ist, ist es aus Werkstätten und Industriebetrieben längst nicht mehr wegzudenken.

Plasmaschweißen

In den vorausgehenden Teilen unserer Beitragsreihe ging es um Basiswissen, um die verschiedenen Schweißverfahren innerhalb des Plasmaschweißens, um die Schweißanlage und um die einzelnen Schritte bei der Durchführung. Jetzt sind die Schweißparameter und die Arbeitssicherheit an der Reihe.

 

Die Schweißparameter beim Plasmaschweißen

Das Einbrandverhalten beim Plasmaschweißen wird zum einen von der Stärke des Schweißstroms und der Schweißspannung beeinflusst. Dabei ist die Schweißspannung heim Plasmaschweißen höher als beim WIG-Schweißen, weil der Lichtbogen länger ist.

Zum anderen spielen die Schweißgeschwindigkeit und der Druck des Plasmagases eine Rolle. Der Druck des Plasmagases ergibt sich aus der Menge an Plasmagas, die zugeführt wird, und aus dem Durchmesser der Einschnüröffnung.

Die gängigen Schweißparameter sind folgende:

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Werkstück

dicke

Schweißstrom Schweiß

spannung

Plasmagas Schutzgas Schweiß

geschwindigkeit

0,1 mm 3 A 21 V 0,2 l/m 5 l/m 30 cm/min
0,2 mm 6 A 22 V 0,2 l/m 5 l/m 30 cm/min
0,4 mm 14 A 24 V 0,2 l/m 6 l/m 35 cm/min
0,5 mm 18 A 23 V 0,2 l/m 6 l/m 20 cm/min
1 mm 40 A 25 V 0,3 l/m 7 l/m 35 cm/min
2,5 mm 200 A 24 V 1,5 l/m 15 l/m 80 cm/min
3 mm 210 A 28 V 2,5 l/m 18 l/m 75 cm/min
4 mm 220 A 27 V 2,5 l/m 18 l/m 65 cm/min
5 mm 230 A 29 V 2,5 l/m 20 l/m 45 cm/min
6 mm 240 A 28 V 2,8 l/m 20 l/m 40 cm/min
8 mm 290 A 28 V 3,5 l/m 20 l/m 25 cm/min

 

Bis zur Werkstückdicke von einem Millimeter beziehen sich die Schweißparameter auf das manuelle Mikroplasmaschweißen. Bei den größeren Werkstückdicken kommt das automatisierte Plasmaschweißen zum Einsatz.

In beiden Fällen werden Argon als Plasmagas und eine Mischung aus Argon und Wasserstoff als Schutzgas verwendet. Die Fuge wird üblicherweise als I-Stoß vorbereitet. Ab einer Blechstärke von drei Millimetern wird bei größeren Spalten noch ein Schweißzusatz hinzugefügt.

 

Die Arbeitssicherheit beim Plasmaschweißen

Ähnlich wie das WIG-Schweißen ist auch das Plasmaschweißen ein vergleichsweise sauberes Schweißverfahren. Schädliche Gase, Dämpfe oder Rauch entstehen so gut wie nicht. Deshalb muss es am direkt am Arbeitsplatz auch keine entsprechende Absaugvorrichtung geben. Die Vorschriften zum Arbeitsschutz sind erfüllt, wenn es im Raum eine freie oder technische Lüftung gibt.

Allerdings ist für den Schweißer ein Schutz vor der Strahlung des Lichtbogens und vor elektrischen Gefährdungen Pflicht. Um sich vor der Infrarot- und der UV-Strahlung zu schützen, gehört beim Plasmaschweißen üblicherweise ein Kopfschirm zur Arbeits- und Schutzausrüstung des Schweißers. In diesen Schirm ist ein Schutzfilter integriert.

Die Norm DIN EN 169 definiert mehrere Schutzstufen für die Filter. Beim Plasmaschweißen kommen je nach Stromstärke Filter in den Stufen 9 bis 14 zum Einsatz. Ein Pluspunkt vom Kopfschirm ist, dass der Schweißer auf diese Weise beide Hände frei hat. So kann er in der einen Hand den Schweißbrenner führen und mit der anderen Hand beispielsweise Schweißzusätze zugeben.

Die größte elektrische Gefahr birgt die Leerlaufspannung. Das ist die Höchstspannung, die zwischen den Anschlussbuchsen an der eingeschalteten Stromquelle anliegt, solange der Lichtbogen nicht brennt. Ist der Lichtbogen gezündet, sinkt die Spannung deutlich. Stromquellen für Gleichstrom dürfen im normalen Betrieb 113 Volt als Scheitelwert der Leerlaufspannung nicht überschreiten. Für Anlagen mit Wechselstrom gilt der gleiche Wert. Allerdings ist der Effektivwert hier auf höchstens 80 Volt begrenzt.

Arbeitet der Schweißer zum Beispiel in einem engen Raum oder unter anderen Bedingungen, durch die die elektrische Gefährdung erhöht ist, müssen bei Wechselstrom niedrigere Werte eingehalten werden. Moderne Schweißstromquellen, die die Grenzwerte berücksichtigen, sind mit dem Buchstaben S gekennzeichnet. Im Unterschied dazu finden sich auf älteren Geräten die Buchstaben K für Gleichstrom oder 42V für Wechselstrom.

Einen sicheren Schutz vor Stromschlägen bieten dem Schweißer Lederhandschuhe und isolierende Arbeitskleidung mit entsprechenden Schuhen. Dass die Schweißerhandschuhe und die Arbeitsklamotten intakt sein müssen, versteht sich dabei von selbst.

 

Die Vorteile vom Plasmaschweißen gegenüber dem WIG-Schweißen

Das Plasmaschweißen wird sehr oft mit dem WIG-Schweißen verglichen. Auch wir haben in den Texten immer mal wieder das WIG-Schweißen erwähnt. Der Grund dafür ist, dass beide Schweißverfahren eng miteinander verwandt sind. Im direkten Vergleich kann das Plasmaschweißen aber mit folgenden Vorteilen punkten:

  • Beim Plasmaschweißen können höhere Geschwindigkeiten beim Schweißen erreicht werden.
  • Der Lichtbogen brennt stabiler.
  • Die Wärme kann konzentrierter eingebracht werden. Dadurch ist auch ein tieferer Einbrand möglich.
  • Die Wolframelektrode hält länger.
  • Durch den Pilotlichtbogen findet der Schweißer schneller und einfacher den richtigen Anfangspunkt für die Schweißnaht.

Doch wo es Vorteile gibt, gibt es so gut wie immer auch Nachteile. Da wären zum einen die deutlich höheren Investitionskosten. Zum anderen sind Schweißbrenner, die für höhere Leistungen ausgelegt sind, mitunter recht unhandlich. Und nicht zuletzt eignet sich das Plasmaschweißen nur bedingt für das Schweißen in Zwangslagen.

Im nächsten Teil befassen wir uns mit den Werkstoffen, die per Plasmaschweißen gefügt werden können.

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Rudolf Bozart, Baujahr 1964 Schweißfachingenieur, Gerd Meinken geboren 1972, Schweißwerkmeister, Thorsten Kamps, geboren 1981 Coautor und Christian Gülcan, Betreiber der Webseite, schreiben hier alles Wissenswerte zu Schweißtechniken und Schweißverfahren, geben Tipps und Anleitungen zu Berufen, Schweißgeräten, Materialkunde und Weiterbildung.

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