Einfluss der Brennergestaltung auf den WIG-Lichtbogen

Im Zentrum dieser Arbeit stand die wissenschaftliche Untersuchung des Einflusses der Brennergestaltung auf den WIG-Lichtbogen. Zu diesem Zweck wurden geeignete Messmethoden entwickelt, um die wichtigsten Einflussgrößen zu charakterisieren. Zur Untersuchung der Vorgänge zwischen Brenner und Lichtbogen wurden die geteilte kalorimetrische Messung am Brenner und die Quantifizierung der Kathodenstromdichte durch Verschleißbilder etabliert und eingesetzt. Die Vorgänge an der Werkstückoberfläche wurden mittels Staudruck- und Energiedichte-Messungen sowie durch die neu entwickelte Sauerstoffkonzentrationsmessung erforscht. Mit Hilfe dieser Messmethoden wurden Veränderungen der Lichtbogeneigenschaften in Abhängigkeit von Konstruktionsparametern, wie Elektrodendurchmesser, Elektrodenspitzengeometrie, Elektrodenmaterial und Brennerkühlung nachgewiesen. Anhand der Ergebnisse wurden Brennerkonstruktions-Prinzipien abgeleitet, die unter anderem zur Entwicklung eines neuartigen WIG-Brennerkonzepts zur Erhöhung der Energiedichte an der Werkstückoberfläche führten. Dieses Brennerkonzept basiert auf einer Steigerung der Kathodenstromdichte durch extreme Kühlung der Kathode und wird bereits erfolgreich industriell angewendet.