So wählen Sie einen CO₂-Schweißroboter aus
Vorwort
Das 100 % reine CO₂-Gas-Metalllichtbogenschweißen ist das kosteneffizienteste Schweißverfahren für Kohlenstoffstahl. Es wird häufig in der Stahlkonstruktionsfertigung, der Baumaschinenherstellung, der Anhängerrahmenproduktion, der Wartung landwirtschaftlicher Maschinen und automatisierten Produktionslinien mit Schweißrobotern eingesetzt.
Als aktives Schutzgas geht Kohlendioxid unter Hochtemperatur-Lichtbögen metallurgische Reaktionen ein, was es vom MIG-Schweißen mit reinen Inertgasen und dem Argon-basierten MAG-Mischgasschweißen unterscheidet. Durch die richtige Abstimmung der Grundmetalldicke, der Schweißausrüstung und des Schutzgases können sowohl eine hohe Schweißeffizienz als auch niedrige Produktionskosten erreicht werden. Eine unsachgemäße Anwendung dieses Schweißverfahrens führt zu Schweißfehlern wie Spritzern, Porosität, Durchbrennen und verschlechterten mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindungen.
Grundprinzipien des reinen CO₂-Schweißroboters
Kohlendioxid weist bei normaler Temperatur und Atmosphärendruck stabile chemische Eigenschaften auf. Beim automatischen Schweißprozess derCO₂-SchweißroboterEs unterliegt bei der hohen Temperatur eines Lichtbogens (über 2000 Grad) Zersetzungsreaktionen, weist eine starke chemische Aktivität auf und löst metallurgische Reaktionen aus, einschließlich Oxidation und Aufkohlung mit dem geschmolzenen Metall, anstatt nur die Umgebungsluft zu isolieren. Der Schweißprozess derCO₂-Schweißroboterbasiert auf einem aktiven Lichtbogen, um das Grundmetall und den Schweißdraht zu schmelzen und eine Schweißverbindung zu bilden, während das Schutzgas Sauerstoff und Stickstoff in der Luft blockiert, um Porositätsfehler zu vermeiden.

Kernvorteile des reinen CO₂-Schweißens
Große Eindringtiefe: Bei gleichen Schweißstrom- und Spannungsparametern ist die Schweißzone tiefer und breiter. Eine vollständige Durchdringung dicker Bleche kann mit kleinen{1}großen Schweißmaschinen erreicht werden, ohne dass die Wärmezufuhr wesentlich erhöht wird.
Schnelle Schweißgeschwindigkeit: Es bietet eine hohe Abscheidungseffizienz. Kontinuierliches Roboterschweißen kann die Kapazität der Massenproduktion erheblich steigern.
Hohe Toleranz gegenüber verschmutzten Grundmetallen: Der Hochtemperatur-Lichtbogen kann Rost und Oxidablagerungen abbrennen und so den Schleifaufwand vor dem Schweißen bei verrosteten Stahlkonstruktionen und gealterten Werkstücken im Freien verringern, was ihn außerordentlich vorteilhaft für Wartungs- und Reparaturanwendungen macht.
Inhärente Nachteile des reinen CO₂-Schweißens
1. Der Lichtbogen hat eine schlechte Stabilität, begleitet von einem lauten, knisternden Schweißgeräusch. Das einstellbare Prozessparameterfenster ist eng und eine geringfügige Parameterabweichung führt zu übermäßigen Spritzern.
2. Ein hohes Spritzervolumen führt zu einem hohen Arbeitsaufwand für das Schleifen nach dem Schweißen und die Schlackenreinigung, was die Gesamtkosten für Werkstücke mit Erscheinungsbild{2}}erhöht.
3. Es können nur eine Kurzschlussübertragung und eine kugelförmige Übertragung erreicht werden, während eine Sprühübertragung nicht möglich ist. Dünne Bleche sind beim Schweißen sehr anfällig für Durchbrennen, daher ist dieser Prozess nicht auf Werkstücke mit strengen Anforderungen an das Erscheinungsbild anwendbar.
4. In Schweißnähten kommt es zur Aufkohlung; Daher darf beim Schweißen von Edelstahl und Aluminiumlegierungen niemals eine reine CO₂-Abschirmung eingesetzt werden.
Vergleichstabelle zu Leistung und Arbeitsbedingungen zwischen 100 % CO₂ und verschiedenen gemischten Schutzgasen auf Argon--Basis
| Schutzgas | Eindringtiefe | Spritzerniveau | Lichtbogenstabilität | Aussehen der Schweißnaht | Anwendbare Plattenstärke | Metalltransfermodus | Relative Kosten | Typische Anwendungsszenarien |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 % CO₂ | Maximal | Hoch | Arm | Grob mit hoher Verstärkung | Mittlerer und dicker Kohlenstoffstahl | Kurzschlussübertragung, Kugelübertragung | Am niedrigsten | Stahlkonstruktionen, Baumaschinen, automatisiertes Roboterschweißen für dicke Bleche, Feldwartung |
| C25 (75 %Ar + 25 %CO₂) | Tief | Medium | Gut | Glatt | Dünner bis mitteldicker Kohlenstoffstahl | Kurzschlussübertragung, Kugelübertragung | Medium | Allgemeine Blechbearbeitung, Roboterschweißen am Fließband |
| 90 %Ar + 10 %CO₂ | Mäßig | Niedrig | Exzellent | Glatt und ästhetisch | Dünne Kohlenstoffstahlbleche | Kurzschlussübertragung, Sprühübertragung (Hochstrom) | Relativ hoch | Dünne Bleche für Automobilkarosserien, Roboterschweißen für Teile mit kritischem Aussehen- |
| 85 %Ar + 15 %CO₂ | Mäßig | Niedrig | Exzellent | Glatt | Allgemeine Blechkomponenten | Kurzschlussübertragung, Sprühübertragung (Hochstrom) | Relativ hoch | Automatisiertes Schweißen für Schränke und Gerätegehäuse |
| Argon-Helium-CO₂ Ternäres Mischgas | Mäßig | Niedrig | Außergewöhnlich | Hell und glatt | Hoch-dicker Stahl mit hoher Festigkeit | Kurzschlussübertragung, Sprühübertragung, Impulsübertragung | Höchste | Hoch-dicker Stahl; wird selten für Edelstahl verwendet |
| 98 % Ar + 2 %O₂ (Edelstahl-Spezial) | Mäßig | Sehr niedrig | Stabil | Glänzend | Edelstahl | Kurzschlussübertragung, Sprühübertragung | Hoch | Edelstahlprodukte, Roboterschweißlinien aus Edelstahl |
| 100 % reines Argon | Seicht | Sehr niedrig | Außergewöhnlich | Hell und glatt | Nicht-Nichteisenmetalle aller Dicken | Sprühübertragung | Hoch | Schweißen von Aluminiumlegierungen, Kupfer, Titanlegierungen; Das CO₂-Schweißen von Kohlenstoffstahl ist strengstens verboten |
1. Für dünne Platten und Werkstücke mit strengen Anforderungen an das Erscheinungsbild: Priorisieren Sie Mischgase aus 90 % Ar/10 % CO₂ oder 85 % Ar/15 % CO₂; C25 kann für kostenausgewogene allgemeine Anwendungen ausgewählt werden; 100 % reines CO₂ wird nicht empfohlen.
2. Für Konstruktionen aus dickem{1}Stahlblech, anspruchsvolle-Wartung, Feldeinsätze, kostensensible-Projekte und versteckte Schweißnähte beim Roboterschweißen: Verwenden Sie 100 % CO₂, das sich durch ausreichende Durchdringung, hervorragende Toleranz gegenüber rostigen Grundmetallen und den niedrigsten Gaspreis pro Einheit auszeichnet.
3. Für Werkstücke aus Edelstahl: Verwenden Sie ausschließlich Argon-Sauerstoff-Mischgas. Tragen Sie niemals reines CO₂ auf, um Schweißaufkohlung, interkristalline Korrosion und Rissbildung zu verhindern.
4. Für Aluminiumlegierungen, Kupfer- und Titanlegierungen: Nur reines Argon ist zulässig; jegliches CO₂-haltiges Schutzgas ist strengstens verboten.
5. Für robotergestützte automatisierte Produktionslinien: Verwenden Sie gemischtes Schutzgas für freiliegende sichtbare Schweißnähte und verwenden Sie 100 % reines CO₂ für verdeckte Schweißnähte wie Fahrgestelle und interne Versteifungen.
Allgemeine Parametereinstellungsspezifikationen für reine CO₂-Schweißgeräte
1. Bei gleicher Drahtvorschubgeschwindigkeit muss die Schweißspannung beim reinen CO₂-Schweißen im Vergleich zum C25-Mischgasschweißen um 1~3 V erhöht werden. Angesichts des engen Parameteranpassungsfensters muss die Feinabstimmung jeweils in kleinen Schritten von 0,5 V durchgeführt werden.
2. Während des gesamten Prozesses ist Kurzlichtbogenschweißen anzuwenden, eine Kernmethode zur Reduzierung von Spritzern.
3. Bei Inverter-Schweißgeräten mit konstanter-Spannung bestimmt die Abstimmung von Spannung und Drahtvorschubgeschwindigkeit die Lichtbogenlänge. Abnormale Lichtbogenzustände können nicht durch die Anpassung nur eines einzelnen Parameters behoben werden.
4. Induktivitätseinstellung: Stellen Sie eine niedrige Induktivität für dünne Platten und eine hohe Induktivität für dicke Platten ein, um Spritzer zu unterdrücken und den Lichtbogen zu stabilisieren.
5. Die Standardlänge des Drahtvorsprungs liegt zwischen 10 mm und 15 mm. Ein zu langer Überstand führt zu Spritzern und Porositätsdefekten.
Normaler Lichtbogen: Kontinuierliches und gleichmäßiges Brutzelgeräusch, ähnlich dem Geräusch von gebratenem Speck. Fehlerhafter Lichtbogen: Intermittierendes und heftiges Knistern oder Knallgeräusch, meist verursacht durch niedrige Spannung, übermäßige Lichtbogenlänge oder zu lange herausstehende Drähte.
Auswahlkriterien für Schweißgeräte, die für das reine CO₂-Schweißen geeignet sind
1. Das Gerät muss eine stufenlos einstellbare Spannung und Drahtvorschubgeschwindigkeit in einem weiten Bereich unterstützen.
2. Ausgestattet mit einer Induktivitäts-/Lichtbogensteigungs-Einstellfunktion, die für reines CO₂-Schweißen unerlässlich ist.
3. Die synergetische Ein-Knopf-Einstellung und die Impulsfunktion sind Bonuskonfigurationen, die beim Schweißen dünner Bleche herausragende Vorteile bieten.
4. Ausreichende Einschaltdauer bei Nennstrom, um Überhitzung und Abschaltung beim kontinuierlichen Langnaht-Roboterschweißen an dicken Blechen zu vermeiden.
5. Kompatibel mit mehreren Drahtdurchmessern, einschließlich 0,8 mm, 1,0 mm und 1,2 mm.
6. Die offiziellen Werksparameter der Ausrüstung müssen eindeutig 100 % CO₂-geschütztes Schweißen unterstützen; Eine nicht autorisierte Änderung führt zum Erlöschen der Garantie.
1. Unterstützt digitale Kommunikationsprotokolle wie Modbus oder Profinet, um eine Verbindung mit dem Robotersteuerschrank zu realisieren.
2. Kompatibel mit externen separaten Drahtvorschubgeräten, um den Bedarf an Drahtzuführungen über große Distanzen für Roboterausleger zu erfüllen.
3. Ausgestattet mit Funktionen für Anfangsstrom, Kraterstrom, Stromanstieg-anstieg und -abfall-, um die Porosität beim Lichtbogenstart und die Rissbildung beim Lichtbogenstopp beim Roboterschweißen zu reduzieren.
4. Unterstützen Sie segmentierte Programmparameter, um die Schweißspezifikationen für Mehrlagen- und Mehrlagenschweißen automatisch umzuschalten.
5. Reservieren Sie externe Schnittstellen für automatische Brennerreinigungsstationen und Spritzschutz-Sprühgeräte.
Auswahltabelle für 100 % reines CO₂-Schweißen für Werkstücke in verschiedenen Branchen
| Werkstücktyp | Typische Plattendicke | Empfehlung für 100 % CO₂ | Anwendungsbeschreibung |
|---|---|---|---|
| Stahlkonstruktionswerkstatt, Brückenkomponenten | Größer oder gleich 6 mm | Dringend empfohlen | Verdeckte Schweißnähte, die ein tiefes Eindringen erfordern; bemerkenswerte Kostenvorteile für Massenroboterschweißen |
| Fahrgestell für landwirtschaftliche Maschinen, Wartung mit dicken Halterungen | 3~10 mm | Empfohlen | Unedle Metalle sind normalerweise verrostet; Keine strengen Anforderungen an das Erscheinungsbild der Oberfläche für die Feldpflege |
| Rahmen für schwere Baumaschinen, Kraftstofftanks für Bagger | 6~25 mm | Empfohlen | Geeignet für mehrlagiges und mehrlagiges Schweißen; Mainstream-Lösung für automatisierte Roboterproduktionslinien |
| Anhängerfahrwerk, Rahmenversteifungen | 4,8~10 mm | Empfohlen | Strukturelle Stärke hat Priorität; Spritzer können durch zentralisiertes Schleifen nach dem Schweißen entfernt werden |
| Wartung dicker Teile für allgemeine Ausrüstung | Über 5 mm | Empfohlen | Hervorragende Kompatibilität für verschmutzte Werkstücke im Außenbereich |
| Dünne-karosserieteile für die Automobilindustrie, äußere Verkleidungsteile | <1,2 mm | Nicht empfohlen | Hohes Risiko eines Durchbrennens-mit überhöhten Arbeitskosten beim Schleifen; In Roboterproduktionslinien wird gemischtes Schutzgas eingesetzt |
| Edelstahlschränke, dekorative Teile | Alle Stärken | Streng verboten | Die Aufkohlung von Schweißnähten führt zu einer erheblichen Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit und der mechanischen Eigenschaften |
| Gehäuse aus neuer Energiealuminiumlegierung, Aluminiumrahmen | Alle Stärken | Streng verboten | Es ist nur reines Argon-MIG-Schweißen erlaubt |
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