Ein Restsauerstoffmessgerät dient dazu, den Sauerstoffgehalt in einem Raum, beziehungsweise in unserem speziellen Fall in einem Rohr und vor dem Schweißen, genauestens zu bestimmen.
Sobald das Messgerät einen vorher festgelegten Mindestwert feststellt, sendet es ein elektrisches Signal an die Schweißstromquelle, die daraufhin den Schweißzyklus startet.
Dieses Equipment ist nicht in der Standardausführung unserer automatisierten WIG-Schweißmaschinen enthalten, da dessen Anwendung für manche unserer Kunden irrelevant ist. Jeder Kunde und somit jedes Unternehmen muss für sich selbst wissen, ob er dieses Equipment benötigt oder nicht.
Ein Sauerstoffmessgerät kann auch nach dem Kauf des Orbitalschweißequipments angeschafft und ohne Probleme mit der Stromquelle verbunden werden, da es schlichtweg in die Steckdosenbuchse an der Vorderseite der Stromquelle eingesteckt wird und anschließend sofort betriebsbereit ist.
Wenn eine Verfärbung im Inneren des Rohrs unzulässig ist, ist ein Restsauerstoffmessgerät unentbehrlich
In einem von uns bereits veröffentlichten Artikel, „Wie können Anlauffarben und Verfärbungen beim Schweißen vermieden werden?“, haben wir bereits gesehen, dass in manchen Anwendungsbereichen Verfärbungen auf der Innenseite der Rohre unzulässig sind, da sie im Nachgang, sei es weil sie nicht zugänglich sind oder aufgrund der Innenbeschichtung des Rohrs (elektropoliert), nicht mehr entfernt werden können.
Unter diese Anwendungsbereiche fallen beispielsweise die Pharmaindustrie oder die Halbleiter-Herstellung, da in diesen Tätigkeitsfeldern oft Reinraumkonditionen und somit „High-purity“ gefordert wird.
Ein Schweißer tendiert in der Regel gerne dazu, das Gas sehr lange fließen zu lassen um sich sicher zu sein, dass der gesamte Sauerstoff verdrängt und das Innere des Rohrs ausreichend gespült ist und um damit zu vermeiden, dass das Werkstück ausgesondert werden muss. Diese Methode hat zwar den Vorteil, dass sie einfach umzusetzen ist, sie bringt jedoch auch mehrere Nachteile mit sich.
Natürlich ist das Wegwerfen oder die Reparatur eines Werkstücks nach der Schweißung mit einem hohen Preis verbunden und sollte verhindert werden. Andererseits werden die Kosten der Verschwendung eines sehr reinen Gases wie Argon häufig unterschätzt.
Der festgelegte Mindestwert von Sauerstoff für Edelstahl liegt in der Regel unter 60 PPM (parts per million = Millionstel) was in etwa 0,05% Sauerstoff in einem gegebenes Messvolumen entspricht. Dieser Wert muss vom Benutzer entsprechend seiner Spezifikationen und des Lastenheftes definiert werden.
Wie funktioniert es?
Mit einem Sauerstoffmessgerät kann ein Schweißer eine Menge Gas einsparen und trotzdem eine Schweißnaht von höchster Qualität erhalten.
Das Restsauerstoffmessgerät wird auf der einen Seite in die Steckdosenbuchse der WIG-Schweißstromquelle eingesteckt. Das andere Ende wird in das Rohr gesteckt. Im Inneren des Rohres wird dann der Gaswert und der noch vorhandene Sauerstoff gemessen.
Unser Sauerstoffmessgerät arbeitet mit Zirkoniumoxid. Bei hoher Temperatur leiten einige Keramiken – so auch Zirkoniumoxid – aufgrund der Verdrängung von Sauerstoffionen.
Über diese Eigenschaft kann die in einem Gasgemisch vorhandene Sauerstoffkonzentration ermittelt werden. Eine Scheibe aus Zirkoniumoxid wird zwischen dem zu messenden Gas und einem Referenzgas (in der Regel Luft) in einem Heizelement montiert.
Auf beiden Seiten der Scheibe werden Elektronen angeschlossen. Jegliche Differenz in der Sauerstoffkonzentration zwischen den beiden Seiten der Scheibe führt zur Übertragung einer Spannung durch die Elektroden. Durch diese Spannung kann ein Schwellenwert zum automatischen Start der Schweißung festgelegt werden.
Fazit
Ein Sauerstoffmessgerät kann sich für manche Anwendungsbereiche des WIG-Schweißens als unentbehrlich erweisen, da es Schweißergebnisse garantiert, die weder oxidiert, noch porös sind (bei Edelstahlrohren kann es durch Blasenbildung in der Schweißnaht bei der Erstarrung des Schweißbads zu Wurzelporosität kommen). Beim Kauf einer WIG-Schweißstromquelle sollten Sie sich jedoch Gedanken machen, ob ein solches Gerät für Sie von Nutzen ist oder nicht.
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