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Lorenzkraft und Pincheffekt beim Schutzgasschweißen

10/12/2009 - 20:40 von Karl-Alfred Römer | Report spam
Hallo zusammen!

Beim Schutgasschweißen fließen sehr hohe Ströme von der Elektrode zum
Werkstück. Das können mehrere hundert Ampere sein. Dabei werden durch
den Lichtbogen Werkstück und Elektrode so sehr erhitzt, dass sie
schmelzen, sich Tropfen von der Elektrode lösen und die beiden
Werkstücke miteinander verschmelzen.

Das Ablösen der Tropfen ist ein Prozess, an dem mehrere Kràfte
beteiligt sind. Eine wichtige Kraft (wenn nicht sogar die wichtigste)
ist die Lorenzkraft, die den Lichtbogen und auch die Elektrode
einschnürt. Eine kochend heiße flüssige Elektrodenspritze, die von
der Lorenzkraft stark eingeschnürt wird, wird quasi durch diese Kràfte
abgezwickt, so als ob man sie mit einem Seitenschneider abzwicken
würde. Bei letzterem wissen viele aus eigener Erfahrung, dass die
abgezwickte Spitze mit ziemlichem Karacho davonfliegt.

Analog dazu fliegt die flüssige Spitze der Elektrode mit (etwas
weniger) Karacho von der Elektrode weg in Richtung des Schweißbades.

Die Lorenzkraft hàngt von der Magnetfeldstàrke und von der
Geschwindigkeit des Leiters im Magnetfeld ab. Die Magnetfeldstàrke (um
den Draht und um den Lichtbogen herum) hàngt (nur?) von der
Stromstàrke ab.

Meine Frage:
1. Hàngt die größe der Lorenzkraft auf den Draht, die dann zum
Abzwicken der Drahtspitze führt nur von der Stromstàrke ab ODER auch
davon, wie schnell der abschmelzende Draht nachgeführt wird
(Drahtvorschub) ?

2. Hàngt die Abschnürung des Lichtbogens ausschließlich von der
Stromstàrke ab, oder auch von der Geschwindigkeit des Ausströmenden
Schutzgases beim Schutzgas-Schweißen?


Danke für Eure Antworten
und
Viele Grüße
Karl
 

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#1 Roland Damm
10/12/2009 - 23:22 | Warnen spam
Moin,

Karl-Alfred R�mer wrote:

Beim Schutgasschweißen fließen sehr hohe Ströme von der Elektrode zum
Werkstück. Das können mehrere hundert Ampere sein. Dabei werden durch
den Lichtbogen Werkstück und Elektrode so sehr erhitzt, dass sie
schmelzen, sich Tropfen von der Elektrode lösen und die beiden
Werkstücke miteinander verschmelzen.



Richtig?

Das Ablösen der Tropfen ist ein Prozess, an dem mehrere Kràfte
beteiligt sind. Eine wichtige Kraft (wenn nicht sogar die wichtigste)
ist die Lorenzkraft, die den Lichtbogen und auch die Elektrode
einschnürt.



Ist das so? Nachgerechnet/belastbare Quellen? Ich weiß es nicht, bei den
Hochspannungsanwendungen mit denen ich zu tun habe, spielen
elektromagnetische Kràfte kaum eine Rolle. Trotz mehrerer Ampere.
Für die Form des Lichtbogens ist aus die Temperaturverteilung wichtig: Strom
heizt den Lichtbogen, Licht entsteht, wird abgestrahlt, Wàrme wird auch
anderweitig nach außen abgeleitet. Folge: Im Kern ist der Lichtbogen am
heißesten. Da wo der Lichtbogen am heißesten ist, leitet er auch am Besten
den Strom. Also wird dort am meisten geheizt.

Sollte sich ein Tropfen Metall ablösen, dann wird kurz vor dem Ablösen der
ganze Strom durch einen dünnen Metallfaden fließen müssen, die Rstverbindung
zwischen Elektrode und Tropfen. Diese dünne Verbindung wird in der Folge
verdampfen und das expandierende Gas treibt den Tropfen von der Elektrode
weg. Ganz ohne Lorentz und co.

Eine kochend heiße flüssige Elektrodenspritze, die von
der Lorenzkraft stark eingeschnürt wird, wird quasi durch diese Kràfte
abgezwickt, so als ob man sie mit einem Seitenschneider abzwicken
würde. Bei letzterem wissen viele aus eigener Erfahrung, dass die
abgezwickte Spitze mit ziemlichem Karacho davonfliegt.



Nicht alles was hinkt, ist ein Vergleich. :-)

Die Lorenzkraft hàngt von der Magnetfeldstàrke und von der
Geschwindigkeit des Leiters im Magnetfeld ab. Die Magnetfeldstàrke (um
den Draht und um den Lichtbogen herum) hàngt (nur?) von der
Stromstàrke ab.



Ja, fraglich ist nur, ob magnetische Felder einen nenneswerten Einfluss auf
die Vorgànge haben.

Meine Frage:
1. Hàngt die größe der Lorenzkraft auf den Draht, die dann zum
Abzwicken der Drahtspitze führt nur von der Stromstàrke ab ODER auch
davon, wie schnell der abschmelzende Draht nachgeführt wird
(Drahtvorschub) ?



Der Draht der zugeführt wird, muss geschmolzen werden. Je mehr Draht, desto
mehr Leistung braucht man. Da man eine gewisse Spannung braucht und auch
nicht einfach überschreiten kann, kann man die Leistung nur erhöhen, indem
man den Strom bei konstanter Spannung erhöht, also so die Leistung steigert.

Henne <-> Ei.

2. Hàngt die Abschnürung des Lichtbogens ausschließlich von der
Stromstàrke ab, oder auch von der Geschwindigkeit des Ausströmenden
Schutzgases beim Schutzgas-Schweißen?



Ich denke der Auslöser für das Ablösen von Tropfen ist in erster Linie das
ausströmende Schutzgas. Nebst der Schwerkraft natürlich.

CU Rollo

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