Benutzer:Mühlenberg/InArbeit/MBP-Schweißen

Das MBP-Schweißen (Preßschweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen) ist ein Lichtbogenpreßschweißverfahren nach DIN 1910-100:2008-02 und hat die Ordnungsnummer 185 nach EN ISO 4063

Einordnung des MBP-Schweißens nach DIN 1910-100

Das Verfahren wird auch als MBL- oder Magnetarc-Schweißen bezeichnet. In der englischsprachigen Literatur ist es bekannt als MIAB Welding - magnetically impelled arc butt welding.

Mit dem Verfahren werden Hohlprofile unter Schutzgas stumpf verschweißt. Ein Lichtbogen wird zwischen den Fügeteilflächen gezündet und in einem Magnetfeld zur Bewegung entlang der Fügeteilkanten veranlasst. Die Kanten erwärmen sich und schmelzen auf. Anschließendes Zusammenstauchen führt zu einer Preßschweißverbindung mit einer gleichmäßigen Stauchwulst, die in der Regel nicht abgearbeitet wird. Es wird mit Gleichstrom geschweißt. Zusatzwerkstoffe sind nicht erforderlich.

Physikalisches Prinzip

Wirkung der Lorentzkraft beim Schweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen

Die Lorentzkraft bewegt den Lichtbogen entlang der Fügekanten. Sie entsteht durch die Wechselwirkung eines externen radialen Magnetfelds senkrecht zur Lichtbogenstromrichtung mit dem Eigenmagnetfeld des Lichtbogens. Wird der Lichtbogen mit konstanten Lichtbogenstrom $I_{LI}$ vereinfacht als kompakter elektrischer Leiter der Länge $l_{LI}$ angesehen, auf den eine konstante magneteische Flussdichte $B$ wirkt, kann für die Lorentzkraft ${\overrightarrow {F_{L}}}$ geschrieben werden:

${\overrightarrow {F_{L}}}=I_{Li}({\overrightarrow {l_{Li}}}\times {\overrightarrow {B}})$

oder, wenn ein Winkel $\alpha$ zwischen der Flussdichte des externen Magnetfeldes und der Stromrichtung in Betracht gezogen wird:

${\overrightarrow {F_{L}}}|=I_{Li}|{\overrightarrow {l_{Li}|}}|{\overrightarrow {B}}|sin\alpha$.

Der Lichtbogen brennt im Luftspalt zwischen den Fügeteilen und bewegt sich nach dem Zünden mit wachsender Geschwindigkeit. Die Fügeteilkanten erwärmen sich bis sich Schmelze auf den Stirnflächen bildet und sich ein ausreichender Temperaturgradient ins Innere der beiden Teile einstellt. Zusammenstauen der Teile führt zu einer Schweißverbindung.

MBP-Schweißverbindung, Makroschliff

„Die Figur zeigt eine geeignete Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Dabei stellt 1 eine steuerbare Stromquelle dar, die über Schweißleitungen 2 mit der Schweißzange 3 verbunden ist. Die Schweißzange 3 besitzt zwei Zangenarme 4 und 5 an deren Enden die Elektroden 6 und 7 angebracht sind. Vorteilhafter Weise führen von den Zangenarmen 4 und 5 in der Nähe der Elektroden 6 und 7 zwei Messleitungen 8 zu einer Messwertaufbereitungseinheit 9, die das mit induzierten Störsignalen beeinträchtigte Spannungsmesssignal regeneriert. Das regenerierte Spannungssignal 10 wird ebenso wie das Stromsignal 11 aus der steuerbaren Stromquelle in einer Steuerungseinheit 12 zur Bildung der momentanen Prozessimpedanz verarbeitet. Der Steuereinheit 12 werden ein oder mehrere Referenzsignale 13 und 14 über die Vorgabeelemente 15 und 16 für die Referenzimpedanz und z. B. eine zweite Sollimpedanz zugeführt. In Abhängigkeit von vorgegebenen oder programmierten Verzweigungskriterien wird der weitere Ablauf über die Steuerungseinheit 12 und insbesondere die Stromführung des Leistungsteils über die Steuerleitung 17 entsprechend dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren beeinflusst.“