Eksamensprojekt Diplom Maskin - Danmarks Tekniske Universitet

4.6. MIG-svejsning i aluminium
Gas Metal Arc Welding (GMAW) er en
betegnelse for en lysbuesvejseproces, hvor der
bruges en beskyttende gas til at dække
smeltebadet. Herunder hører de to
undergrupper, MIG og MAG svejsning. MIG
står for Metal Inert Gas og MAG for Metal
Active Gas. Ved svejsning i aluminium bruges
altid MIG-svejsning, da der udelukkende
bruges inaktive gasser såsom argon og helium.
Processen muliggør høj produktivitet, kan
bruges i både store og små godstykkelser, ved
manuel eller automatiseret svejsning.
Stillingssvejsning er også mulig. Alt dette gør
MIG/MAG processen til den med det bredeste
anvendelsesområde.
Figur 9. Skitse af svejseprocessen
4.6.1. Lysbuen
En svejselysbue opstår som følge af spændingsforskellen mellem anode og katode. Pga. denne vil
negativt ladede elektroner bevæge sig mod anoden. Undervejs vil de støde på beskyttelsesgassens
atomer, hvorved der frigives flere elektroner. Det er denne kædereaktion der danner lysbuen i en
kanal af ioniseret gas. Ioniseret gas kaldes plasma. En gas siges at være i plasmatilstand når en stor
del af gassens atomer er spaltet i negative elektroner og positivt ladede ioner. Elektronerne er meget
bevægelige og de medfører at plasma kan lede varme og strøm. Inden for lysbuesvejsning bruges
udtrykkende normal og omvendt polaritet. Ved MIG-svejsning bruges næsten altid omvendt
polaritet, hvor tilsatsmaterialet fungerer som anoden (pluspolen) og svejsemnet som katoden
(minuspolen). I dette tilfælde er det svejsemnet der danner elektronstrålen og svejsetråden bliver
udsat for bombardement af de negativt ladede elektroner, der søger mod anoden. Varmefordeling
bliver ca. 70 % på svejsetråden og 30 % på svejseemnet, hvilket fremmer afsmeltningen. Omvendt
polaritet er det eneste man kan bruge til svejsning i aluminium. Ved normal polaritet vil
tilsatsmaterialet bare lægge sig løst oven på svejseemnet, uden nogen indtrængning. Grunden til
dette er laget af aluminiumoxid der altid vil være på et aluminiumemne, uanset hvor grundigt man
renser det før svejsning. Ved omvendt polaritet fjernes dette oxidlag af selve lysbuen. Der er flere
teorier om hvordan dette sker, men to metoder er ret udbredt. Den ene teori siger at de positivt
ladede ioner, som bevæger sig mod katoden, laver nærmest en ”sandblæseeffekt” på emnet. Den
anden teori går på at de negativt ladede elektroner, som bevæger sig mod anoden, river oxidlaget i
stykker. Ved TIG-svejsning ønskes også denne renseeffekt, men ved omvendt polaritet vil
wolframelektroden blive alt for varm og smelte, hvilket ikke er ønsket. Derfor bruger man
vekselstrøm ved TIG-svejsning af aluminium, hvor man ved MIG bruger jævnstrøm. Ved
vekselstrøm opnår man den rensende effekt i perioden med omvendt polaritet, mens indtrængning
sker i perioden med normal polaritet.