Schweißmethode

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Schweißenist der Prozess, bei dem zwei oder mehr Metallteile durch Erhitzen, Druck oder beides zu einem dauerhaften Ganzen verbunden werden. In der Stahlrohrindustrie ist Schweißen nicht nur eine Fertigungstechnik -, es ist das Fertigungsrückgrat, das nahtlose Rohre von geschweißten Rohren trennt, und es entscheidet darüber, welches Rohr Sie in welchem ​​Projekt verwenden können.

 

Schweißmethoden

Schweißprozesse lassen sich in drei Hauptfamilien einteilen, die durch die Form der Verbindung definiert werden:

Typ	Wie sich das Gelenk bildet	Beispiele
Schmelzschweißen	Unedles Metall wird geschmolzen; Füllstoff kann hinzugefügt werden	Lichtbogenschweißen, Gasschweißen, Thermitschweißen, Elektroschlackeschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Laserschweißen
Druckschweißen	Druck bzw. Hitze plus Druck verbindet Teile, ohne dass das Grundmetall schmilzt	Widerstandspunktschweißen, Widerstandsstumpfschweißen, Hochfrequenzschweißen, Reibschweißen, Ultraschallschweißen, Explosionsschweißen, Diffusionsschweißen
Hartlöten	Basismetall bleibt stabil; Ein Füllstoff mit einem niedrigeren Schmelzpunkt (über 450 Grad) fließt durch Kapillarwirkung in die Verbindung	Flammlöten, Induktionslöten, Ofenlöten, Salzbadlöten, Widerstandslöten, Elektronenstrahllöten

Das thermische Schneiden von Metall, das thermische Spritzen, das Kohlenlichtbogen-Fugenhobeln und ähnliche Verfahren sind keine Schweißverfahren an sich, gehören jedoch zur gleichen technischen Familie und werden normalerweise als Teil des Schweißberufs betrachtet.

 

Schmelzschweißen

Beim Schmelzschweißen werden die Grundmaterialien geschmolzen, so dass sie zusammenfließen und zu einem Stück erstarren. Es handelt sich um die größte und am weitesten verbreitete Schweißfamilie in der Industrie.

Lichtbogenschweißen - das Arbeitstier

Beim Lichtbogenschweißen wird als Wärmequelle ein Lichtbogen zwischen einer Elektrode und dem Werkstück verwendet. Es ist weiter unterteilt in:

Schutzgasschweißen (SMAW)- wird auch als manuelles Metall-Lichtbogenschweißen (MMA) oder Stabschweißen bezeichnet. Eine mit Flussmittel beschichtete abschmelzende Elektrode trägt den Lichtbogen und die Beschichtung zersetzt sich unter Bildung von Schutzgas und Schlacke. Es handelt sich um das einfachste und mobilste Verfahren, das überall eingesetzt wird, von der Reparaturwerkstatt bis zum Feldbau.

Bolzenschweißen- Ein Bolzen oder Befestigungselement wird direkt auf eine Metalloberfläche geschweißt und kommt häufig im Schiffbau, bei Brücken und im Stahlbau zum Einsatz.

Schutzgasschweißen- Ein externes Schutzgas schützt das Schweißbad vor der Atmosphäre. Seine Hauptvarianten sind:

Wolfram-Inertgasschweißen (WIG, GTAW)- eine nicht-verbrauchbare Wolframelektrode mit einer Argon- oder Heliumabschirmung; auch Argon-Lichtbogenschweißen genannt. Erzeugt die saubersten und hochwertigsten Schweißnähte und ist die Standardwahl für Wurzellagen von Rohren aus Edelstahl und Legierungen.

Metall-Inertgasschweißen (MIG, GMAW)- ein kontinuierlich zugeführter Massivdraht mit einem Inertgas (Argon/Helium), der hauptsächlich für Nichteisenmetalle verwendet wird.

Metall-Aktivgasschweißen (MAG), die häufigste Form istCO₂-Gas-Schutzlichtbogenschweißen- ein kontinuierlich gespeister Draht, der durch Kohlendioxid oder eine CO₂-Argon-Mischung abgeschirmt ist. Es ist die wirtschaftliche Wahl mit hoher -Produktivität für Kohlenstoffstahl.

Atomares Wasserstoffschweißen- ein früher gas-abgeschirmter Prozess, bei dem dissoziierter Wasserstoff um den Lichtbogen herum verwendet wird. Es ist historisch wichtig, wurde jedoch fast vollständig durch WIG und MIG ersetzt.

Unterpulverschweißen (SAW)- Der Lichtbogen brennt unter einer Decke aus körnigem Flussmittel. Es liefert sehr hohe Abschmelzraten und eine tiefe Eindringtiefe und ist das vorherrschende Verfahren für das Nahtschweißen von Rohren mit großem -Durchmesser (LSAW und SSAW).

Plasmalichtbogenschweißen (PAW)- ein verengter Lichtbogen mit einer viel höheren Energiedichte als WIG, der zum Präzisions- und Hochgeschwindigkeitsschweißen von Edelstahl und anderen Legierungen verwendet wird.

 

Andere Schmelzschweißverfahren

Gasschweißen (Autogen-Brennstoffschweißen)--Wärme kommt von einer Verbrennungsflamme, typischerweise Oxy-acetylen. Einfach und tragbar, aber langsam und nur begrenzt im Produktionseinsatz einsetzbar.

Thermitschweißen- Wärme entsteht durch eine exotherme chemische Reaktion zwischen Eisenoxid und Aluminiumpulver. Bekannt für die Verbindung von Eisenbahnschienen.

Elektroschlackeschweißen- Ein geschmolzenes Schlackebad schmilzt den Füllstoff und die Grundmetallkanten und wird für sehr dicke Abschnitte wie Grobblech und große Maschinenrahmen verwendet.

Elektronenstrahlschweißen- ein fokussierter hochenergetischer Elektronenstrahl im Vakuum, der tiefe, schmale und hochwertige-Schweißnähte in Luft- und Raumfahrt- und Präzisionskomponenten erzeugt.

Laserschweißen- Ein konzentrierter Laserstrahl erhitzt und verbindet das Material mit hoher Geschwindigkeit und wird zunehmend für die automatisierte Rohr- und Röhrenproduktion, einschließlich Edelstahlrohren, verwendet.

 

Druckschweißen

Beim Pressschweißen werden Teile durch Krafteinwirkung mit oder ohne zusätzliche Erwärmung verbunden. Das Grundmetall an der Verbindungsstelle schmilzt nicht vollständig, wodurch die Schweißzone schmal und die Mikrostruktur fein bleibt. Zu den Hauptprozessen gehören:

Widerstandsschweißen- Wärme wird durch elektrischen Strom erzeugt, der durch die Verbindung fließt, während Druck ausgeübt wird. Es beinhaltet:

Widerstandspunktschweißen- überlappende Bleche werden an einzelnen Punkten verschweißt, dem Standardverfahren für Automobilkarosserieteile.

Widerstandsstumpfschweißen- Rohr- oder Stangenenden werden zusammengepresst und Ende-an-geschweißt und werden in kontinuierlichen Schweißlinien von Stahlwerken verwendet.

Hochfrequenzschweißen (HFW)- Die Kanten eines geformten Rohrs werden durch Hochfrequenzstrom (typischerweise 150–400 kHz) auf Schmiedetemperatur erhitzt und unter Druck ohne Zusatzmetall zusammengeschmiedet. Dies ist der Kernprozess dahinterERW-Rohr(elektrisches widerstandsgeschweißtes Rohr), eines der volumenstärksten Rohrprodukte der Welt.

Reibschweißen- Wärme entsteht durch das Aneinanderreiben zweier Teile; Die moderne Variante, das Reibrührschweißen (FSW), erzeugt qualitativ hochwertige Nähte in Aluminium und anderen Materialien.

Ultraschallschweißen- hochfrequente-mechanische Vibrationen schweißen dünne Bleche oder Folien bei niedrigen Temperaturen, wie sie in der Elektronik- und Leichtbauindustrie üblich sind.

Explosionsschweißen- Durch eine kontrollierte Detonation werden unterschiedliche Metalle miteinander verbunden, beispielsweise durch die Beschichtung von Edelstahl mit einer Kohlenstoffstahlplatte.

Diffusionsschweißen--Atome wandern unter Hitze und Druck über die Verbindung und bilden eine Bindung, die für hoch-integrierte Luft- und Raumfahrt- und Kernkomponenten verwendet wird.

 

Hartlöten

Beim Hartlöten werden die Teile erhitzt, ohne sie zu schmelzen; Ein Zusatzwerkstoff mit einem Schmelzpunkt über 450 Grad (zum Beispiel Kupfer-, Silber- oder Nickellegierungen) schmilzt und wird durch Kapillarwirkung in den engen Fügespalt gezogen. Zu den Prozessen gehören:

Flammlöten- Erhitzen mit einem Brenner, die gebräuchlichste Methode für Kleinteile und Reparaturarbeiten.

Induktionslöten- Elektromagnetische Induktion erwärmt die Verbindung schnell und präzise, ​​ideal für Produktionslinien.

Ofenlöten- Die gesamte Baugruppe wird in einer kontrollierten Atmosphäre oder einem Vakuumofen erhitzt, um bei komplexen oder empfindlichen Teilen eine gleichmäßige Qualität zu gewährleisten.

Salzbadlöten- Teile werden in ein geschmolzenes Salzbad getaucht, das sie gleichmäßig erhitzt und außerdem die Oberfläche vor Oxidation schützt.

WiderstandslötenDer --Strom durch die Verbindung sorgt für lokalisierte Wärme, die für elektrische Kontakte und kleine Komponenten verwendet wird.

Elektronenstrahllöten- Ein fokussierter Strahl erhitzt den Füllstoff lokal und wird in Präzisions- und Vakuumanwendungen eingesetzt.

 

Prozess für geschweißte Stahlrohre

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Welche Schweißmethoden sind bei der Herstellung von Stahlrohren wichtig?

Für einen Käufer von Stahlrohren ist es die Schweißmethode, die das von Ihnen angebotene Rohr tatsächlich produziert. Wenn Sie es verstehen, können Sie ERW, LSAW, SSAW und nahtlose Rohre unterscheiden - und das richtige auswählen:

Rohrtyp	Schweißmethode	Wie es hergestellt wird	Typische Größe und Verwendung
ERW/ HFW-Rohr	Hochfrequenz-Widerstandsschweißen	Die Spule wird zu einem Rohr geformt; Die Naht wird durch hochfrequenten Strom auf Schmiedetemperatur erhitzt und ohne Zusatzwerkstoff zugeschmiedet	21–660 mm Außendurchmesser; Nieder-/Mitteldruck - Wasser, Gas, strukturell, mechanisch
LSAW-Rohr	Unterpulverschweißen in Längsrichtung	Stahlblech wird zu einem Zylinder geformt (UOE oder JCOE); Die Längsnaht wird innen und außen unter Flussmittel verschweißt	406–1422 mm Außendurchmesser; Hochdruck-Öl- und Gasübertragungsleitungen
SSAW-/HSAW-Rohr	Spiral-(Spiral-)Unterpulverschweißen	Die Spule ist spiralförmig gewickelt. Die spiralförmige Naht ist beidseitig mittels SAW verschweißt	219–3500 mm Außendurchmesser; Wasserleitungen mit großem-Durchmesser, Pfähle, Nieder-/Mitteldruckleitungen
Nahtloses Rohr	Keine Schweißnaht	Ein massiver Barren wird durchbohrt und zu einem Rohr gerollt	Die Referenzoption für den Einsatz bei hohem{{0}Druck und hoher-Temperatur

Bei geschweißten Rohren steht die Schweißnaht im Mittelpunkt der Qualität. Aus diesem Grund erfordern API 5L und andere Standards hydrostatische Prüfungen, Wirbelstrom- oder Ultraschallprüfungen und - für LSAW/SSAW - radiografische Prüfungen der Naht. Eine korrekt ausgeführte Schweißnaht ist nicht automatisch schwächer als ein nahtloses Rohr; Die Rohrgüte, die Schweißqualität und der Inspektionsumfang bestimmen die Einsatztauglichkeit.

 

So wählen Sie ein Schweißverfahren aus

Eine praktische Faustregel für Rohrleitungsarbeiten aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl:

Feld- und Reparaturschweißen- SMAW (Stick) für Vielseitigkeit und Tragbarkeit; WIG für Wurzellagen aus Edelstahl und Legierungen.

Produktionsschweißen dünner bis mittlerer Abschnitte- MIG/MAG (CO₂) für Kohlenstoffstahl, WIG oder Laser für Edelstahl.

Dicke Abschnitte, lange Nähte, hohe Ablagerungen-Unterpulverschweißen, egal ob gerade-Naht (LSAW) oder Spirale (SSAW).

Kleines{{1}bis-großes-Volumen-Hochfrequenzschweißen (ERW/HFW).

Ungleiche Metalle oder Präzisionskomponenten- Explosionsschweißen, Diffusionsschweißen, Reibschweißen oder Hartlöten.

 

FAQ

Was sind die drei Hauptkategorien des Schweißens?

Schmelzschweißen (das Grundmetall schmilzt), Druckschweißen (Kraftverbindung mit oder ohne Hitze) und Hartlöten (das Grundmetall bleibt fest und ein Füllstoff mit niedrigem{0}}Schmelzpunkt-verbindet die Verbindung). Gemeinsam decken sie alle gängigen Schweißverfahren ab.

 

Was ist der Unterschied zwischen geschweißten und nahtlosen Stahlrohren?

Nahtloses Rohr wird aus einem massiven Block gestanzt und hat keine Längsnaht; Geschweißte Rohre werden aus Spulen oder Blechen geformt und durch ERW/HFW, LSAW oder SSAW verbunden. Nahtlos ist traditionell die Wahl für höchste Drücke, aber moderne geschweißte Rohre erfüllen bei ordnungsgemäßer Prüfung die meisten Anforderungen an Leitungsrohre und sind kostengünstiger.

 

Wofür steht ERW und wie werden ERW-Rohre geschweißt?

ERW steht für elektrisches Widerstandsschweißen. Die Rohrkanten werden durch Hochfrequenzstrom auf Schmiedetemperatur erhitzt und unter Druck ohne Zusatzwerkstoff zusammengeschmiedet -, weshalb es auch HFW (Hochfrequenzschweißen) genannt wird. ERW ist das wirtschaftlichste Verfahren zum Schweißen von Rohren für kleine und mittlere Durchmesser.

 

Was ist der Unterschied zwischen LSAW- und SSAW-Rohren?

LSAW-Rohre (longitudinal unterpulvergeschweißt) haben eine gerade Naht über die gesamte Rohrlänge und sind aus Stahlblech gefertigt, was eine hervorragende Druckleistung für Hochdruckübertragungsleitungen bietet. SSAW-Rohre (spiral-unterpulvergeschweißte Rohre) werden mit einer spiralförmigen Naht vom Coil gewickelt, was sehr große Durchmesser zu geringeren Kosten ermöglicht, hauptsächlich für Wasser-, Pfahl- und Niederdruckanwendungen.

 

Ist WIG-Schweißen besser als CO₂-Schweißen?

Sie dienen unterschiedlichen Zwecken. WIG (GTAW) verwendet eine nicht verbrauchbare Wolframelektrode und erzeugt die saubersten Schweißnähte, ideal für Edelstahl, legierten Stahl und dünnwandige Arbeiten -, ist jedoch langsam. Das CO₂/MAG-Schweißen führt kontinuierlich Draht zu und ist bei der Kohlenstoffstahlproduktion schnell und wirtschaftlich. Die richtige Wahl hängt vom Material und der Produktivität ab, nicht davon, dass man allgemein „besser“ ist.

 

Wie lautet der korrekte Begriff für CO₂-geschütztes Schweißen?

Der Standardbegriff ist Metall-Aktivgasschweißen (MAG), oft auch CO₂-Gas-Schutzlichtbogenschweißen genannt, wenn reines Kohlendioxid das Schutzgas ist. Es gehört zusammen mit MIG (Inertgas) und WIG (Argon-Lichtbogenschweißen) zur Familie des Schutzgasschweißens.

 

Welche Prozesse zählen zum Schweißen?

Das thermische Schneiden von Metallen (Autogen-, Plasma- und Laserschneiden), das thermische Spritzen und das Kohlenlichtbogen-Fugenhobeln sind keine Fügeverfahren, werden jedoch technisch dem Schweißberuf zugeordnet, da sie dieselben Wärmequellen und Geräte verwenden.