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Main Title: Auswirkungen von Aktivgaszumischungen im vpm-Bereich zu Argon auf das MIG-Impulsschweißen von Aluminium
Translated Title: effects of active gas admixtures in the vpm range to argon on pulsed MIG welding of aluminium
Author(s): Goecke, Sven-Frithjof
Advisor(s): Dorn, Lutz
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Die Auswirkungen von Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoffzumischungen im vpm-Bereich zu Argon auf das MIG-Impulsschweißen von Aluminium werden mittels mechanisch-technologischer Untersuchungen, der Hochgeschwindigkeitskinematografie und der Emissions-Spektroskopie ermittelt. Stickstoff- und Sauerstoffzumischungen bewirken bereits unter 0,1 % eine erhebliche Erhöhung des Einbrands und eine Verringerung der Mikroporosität gegenüber Reinargon, während durch Wasserstoffzumischung bis etwa 0,1 % die Mikroporosität kaum beeinflusst wird. Aufgrund einer Erhöhung der Lichtbogenstabilität verbessert sich die Prozesssicherheit durch geringe molekulare Aktivgaszumischungen im Al-Dünnblechbereich. Metalldampf im Kernbereich des MSG-Lichtbogens führt mit einer ausgeprägten Strömung in Richtung Schmelzbad zu einer Kühlung des Plasmas. Dabei erhöht Stickstoff- und Sauerstoffzumischung den Metalldampfpartialdruck im Lichtbogenplasma und kontrahiert den Metalldampfstrahl. Verstärkte Elektronenemission an der Kathodenoberfläche durch hocherhitzte Metalloxide bzw. nitride verbessert die elektrische Leitfähigkeit begleitet von einer Erhöhung des Plasma-Ionisierungsgrads.
Effects of nitrogen, oxygen and hydrogen admixtures in the vpm range to argon on pulsed MIG welding of aluminium are studied by mechanical-technological investigations, high speed film and emission spectroscopy. Nitrogen and oxygen admixtures of even below 0.1 % cause an considerable increase of penetration and decrease of porosity compared to argon, while hydrogen barely effects porosity up to 0.1 %. In the aluminium thin sheet range the process stability is enhanced by admixing small amounts of molecular active gases due to an arc stability increase. A cooling of the plasma is caused by a metal vapour flow in the centre of the MIG arc column. The partial metal vapour pressure in the arc plasma will be increased by nitrogen and oxygen admixtures and the metal vapour jet contracts. An increased electron emission from the cathode surface improves the electrical conductance followed be an increase of the plasma ionisation rate.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-7178
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1113
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-816
Exam Date: 9-Aug-2004
Issue Date: 12-Jan-2005
Date Available: 12-Jan-2005
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): MIG
Schweißen
Gas
Aluminium
Magnesium
Spektroskopie
Plasma
Lichtbogen
Metalldampf
GMAW
welding
gas
aluminium
magnesia
spectroscopy
plasma
arc
metal vapour
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