TIPTIG - Die Evolution des WIG Schweißens

Bei der Schweißverfahrensvariante TIPTIG der Firma Ing. Siegfried Plasch wird die Drahtelektrode zusätzlich zur konventionellen Förderung dynamisch vor und zurück bewegt – wahlweise als Kaltdrahtelektrodentechnologie oder mit vorgewärmter Drahtelektrode (Heißdrahtelektrodenschweißen). Das Verfahren ermöglicht laut Hersteller einen absolut stabilen Schweißprozess mit höchster Nahtgüte,hoher Produktivität und mit den besten metallurgischen/mechanischen Ergebnissen.

Herkömmliche Drahtelektroden-Fördereinrichtungen für das WIG-Kaltdrahtelektroden- und -Heißdrahtelektrodenschweißen ermöglichen eine gleichbleibende oder eine gepulste Bewegung der Drahtelektrode, was keinen nennenswerten Einfluss auf das Schweißverhalten bzw. das Schmelzbad hat. Bei der TIPTIG Technologie (dynamisches Heißdrahtschweissen) wird die konstante Vorwärtsbewegung der Drahtelektrode durch eine gleichzeitige stetige Vorwärts-Rückwärts-Bewegung des Drahtelektrodenantriebs überlagert. Der gesamte Antrieb wird dabei auf einem definierten Weg und in einer definierten Frequenz vor und zurück bewegt. Aus dieser Überlagerung der beiden Bewegungen entsteht eine kinematische Energie, die das Schweißbad prozesssicher in eine dynamische Bewegung versetzt. Diese Bewegung bewirkt eine Verringerung der Oberflächenspannung des Schweißbads, hat einen guten Einfluss auf die Erstarrungseigenschaften des Werkstoffs und auf dessen mechanische und metallurgische Eigenschaften.

Spritzerfrei und niedrigste Emissionen

Die Schwingungen des Schmelzbads bewirken auch ein verbessertes Ausgasungsverhalten der Werkstoffe, was unter anderem bei Aluminium wichtig ist, und ein feineres Gefüge. Zudem wird das Schweißverhalten der Werkstoffe positiv beeinflusst, was unter anderem Schweißungen in Zwangspositionen vereinfacht. Bei der Wurzelschweißung an Rohren oder Blechen wirkt die kinematische Energie der Drahtelektrode ebenfalls positiv auf das Schweißergebnis, was sehr wichtig beispielsweise bei der 5G-Position nach ASME IX ist. Mit der Verfahrensvariante lassen sich laut Ing. Siegfried Plasch alle schweißbaren Werkstoffe spritzerfrei und mit niedrigsten Emissionen schweißen; die Werkstücke haben zudem einen geringeren Verzug und erfordern eine nur geringe Nacharbeit.

Seit Anfang 2000 ist die „TIPTIG“-Kaltdrahtelektrodentechnologie auf dem Markt und wird von vielen Anwendern weltweit eingesetzt. „Die 2007 entwickelte TIPTIG Heißdrahtelektrodentechnologie verhalf der Verfahrensvariante weltweit zum Durchbruch“, so Ing. Siegfried Plasch. Dabei wird die Drahtelektrode zusätzlich erwärmt, wodurch Abschmelzleistungen bis zu 2,5 kg/h per Schweißung durch Brennerführung von Hand und reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden können. Üblich sind hier Abschmelzleistungen von 1,5 bis 1,8 kg/h. Das Verfahren ist für Werkstoffdicken von 0,5 bis 150 mm geeignet.

„In dieser Verfahrensvariante geübte Schweißer können hohe Schweißgeschwindigkeiten bis zu 80 cm/min per Brennerführung von Hand erreichen. In der Regel wird in allen Positionen mit etwa 40 bis 50 cm/min geschweißt, ausgenommen bei Rohrschweißungen. Bei Rohrschweißungen im Dickwandbereich über 10 mm in Zwangspositionen sind Abschmelzleistungen von 1,0 bis 1,8 kg/h üblich. Bei drehenden Rohren von 2,5 bis 3,0 kg/h.“, meint Plasch. Dabei muss natürlich auf die Eigenschaften des Grundwerkstoffs Rücksicht genommen werden und bei Werkstoffen wie P91 und P92 auch auf die Lagendicke. Vorteile bietet die Technologie speziell auch beim Engspaltschweißen mit Brennerführung von Hand.

Unterschiedliche Anwendungsvarianten

Allgemein liegen die Anwendungsbereiche der Technologie unter anderem im Kraftwerks-, Behälter- und Rohrleitungsbau (On- und Offshore), in der Nuklearindustrie, der Öl- und Gasindustrie sowie in den Bereichen Automotive, Luft- und Raumfahrt, Wehrtechnik, Schiff-, Fahrzeug- und Metallbau. Als Grundwerkstoffe kommen infrage: niedrig-, mittel- und hochlegierte Stähle, Duplex- und Superduplexstähle, Nickel und Nickellegierungen, Kupfer und Kupferlegierungen, P91, P92, Titan und Sonderwerkstoffe. Als Schweißverfahren und -verfahrensvarianten für die neue Technologie sind geeignet: WIG DC-, WIG DC+, WIG AC/DC, Plasma- und Laserstrahlschweißen.

Mit dem TIPTIG Heissdrahtverfahren lässt sich nach Angaben von Ing. Siegfried Plasch zum Beispiel Titan ab 3 mm Dicke ohne die übliche zusätzliche Schleppgasdüse in hoher Qualität schweißen. „Werkstoffe, die sehr heißrissanfällig sind und bei denen auf die Wärmeeinbringung geachtet werden muss, zum Beispiel Duplex, Lean Duplex und Superduplex, werden mit besten Ergebnissen und hohen Abschmelzleistungen von vielen Kunden geschweißt“, so der Schweißexperte. Das TIPTIG Heissdrahtverfahren kommt auch zum spritzerlosen Löten von feuerverzinkten, galvanisch oder elektrolytisch beschichteten Werkstoffen zum Einsatz. „Die üblichen Lötgeschwindigkeiten von Hand liegen dabei im Bereich von 80 bis 100 cm/min. An vollmechanisierten Einrichtungen sind Lötgeschwindigkeiten von 2,0 bis 2,5 m/min möglich“, ergänzt Plasch.

Viele Anwender setzen die neue Heißdrahtelektrodentechnologie auch beim Auftragsschweißen (Cladding) ein. Im Behälter- und Großrohrbau mit Rohrdurchmessern über 800 mm wird die Technologie im Tandemverfahren eingesetzt. „Dabei ist es nicht notwendig, auf der gegenüberliegenden Seite eine zusätzliche Drahtelektrode zuzuführen. Bis zu 6 mm Wanddicke wird in einer Lage geschweißt mit Schweißgeschwindigkeiten von etwa 30 cm/min für Steignähte und Quernähte“, weiß Siegfried Plasch. Eine besondere Qualifikation der Schweißer ist nicht erforderlich. Für geübte WIG-Schweißer und MIG/MAG-Schweißer genügt laut Ing. Plasch in der Regel eine kurze Einweisung, um eine problemlose und effiziente Anwendung der Heißdrahtelektroden- und Kaltdrahtelektrodentechnologie in der Praxis sicherzustellen