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Schlüssellochschweißen (ebenfalls Tiefschweißen bezeichnet als) ist ein Prinzip des Schweißens, das in verschiedenen Schweißverfahren, wie Plasmaschweißen, Laserschweißen, Elektronenstrahlschweißen und Rührreibschweißen.
Mechanismus
Das Schlüssellochschweißverfahren wird bei Schweißprozessen eingesetzt, bei denen Energie aufgebracht werden kann, die das Werkstück vollständig oder fast vollständig durchdringen kann.Die zu verschweißenden Werkstücke werden zusammengespannt. Die zu schweißende Naht darf keine Lücken aufweisen, da kein Material hinzugefügt wird. Es ist daher nicht möglich, Lücken zu füllen. Gegebenenfalls muss Draht hinzugefügt werden, wobei die Vorschubgeschwindigkeit und der Ort des Vorschubs einen großen Einfluss auf den Schweißprozess haben.
Der Energiestrahl schmilzt das Material beider zu schweißenden Werkstücke senkrecht zur Schweißnaht auf, wobei ein kleiner Teil zu einem verdampft Plasma. Dieses Plasma bildet ein Loch durch das Werkstück (das "Schlüsselloch", Englisch für 'Schlüsselloch'). Während des gesamten Schweißprozesses muss so viel Plasma gebildet werden, dass sein Gasdruck Van-der-Waals-Kräfte (Oberflächenspannung), die das Loch zuziehen wollen.Wenn sich der Energiestrahl entlang der Naht bewegt, wird an der Vorderseite des Schlüssellochs neues Material aufgeschmolzen, das nach hinten fließt und dort erstarrt.
Ein Problem beim Laserschweißen ist, dass viel Strahlung emittiert wird reflektieren an der Oberfläche. Durch die Schlüssellochtechnik wird die Strahlung innerhalb der Schlüssellochöffnung häufig reflektiert, was die Absorption stark erhöht.
Beim Schlüssellochschweißen, a Schutzgas benutzt.
Rührreibschweißen kann als Sonderform des Schlüssellochschweißens angesehen werden, bei dem sich kein Energiestrahl durch das Werkstück bewegt, sondern ein physikalischer Schweißkopf.
Anwendungen
Das Schlüssellochschweißen eignet sich besonders zum Schweißen von dicken Teller- oder Rohrmaterial.Normalerweise sein Stumpfschweißen oder gelegentlich auch Kehlnähte ausgeführt.
Vor-und Nachteile
Leistungen
- Sehr gute Schweißqualität durch tiefen Einbrand und sehr geringe Einschlussgefahr
- Es ist möglich, mit einer sehr schmalen Schweißnaht eine sehr große Schweißtiefe (einige Zentimeter bis sogar 30 cm beim Elektronenstrahlschweißen) zu erreichen.
- Schweißnaht muss nicht angefast werden (das ist auch nicht erlaubt).
- Geeignet für automatische Prozesse wie Schweißroboter.
- Sehr hohe Schweißgeschwindigkeiten sind möglich.
- Es ist möglich, mit einer Beschichtung versehene Materialien (z. verzinkt Metall).
Nachteile
- Die Nähte der zu verschweißenden Werkstücke müssen gut passen. Das Hinzufügen von Material zu schlecht sitzenden Nähten ist insbesondere bei dicken Werkstücken schwierig.
- Es ist nicht möglich, komplexe Formen zu schweißen.
- Der Energiestrahl muss genau der zu schweißenden Naht folgen. Wenn das Bündel versehentlich direkt neben der Naht schweißt, Schweißfehler die von außen schwer zu erkennen sind.
- Es werden sehr hohe Temperaturen erreicht, die notwendig sind, um Material verdampfen zu können. Dies kann die Materialqualität beeinträchtigen (Wärmeeinflusszone).
- Kann nicht manuell verwendet werden.
- Teure Ausrüstung wird benötigt.