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Spannungsabfälle beim Schweißen - Ursachen, Auswirkungen und PFC

Widerstandsfähigkeit gegen Spannungsabfälle – warum ist sie wichtig?

Spannungsabfälle können den Schweißprozess deutlich beeinflussen. Sinkt die Versorgungsspannung im Netz oder entlang einer Leitung, steht dem Schweißgerät unter Umständen weniger Leistung zur Verfügung. Das kann sich auf Lichtbogenzündung, Prozessstabilität, Einbrand und Nahtbild auswirken. Besonders kritisch wird das bei langen Verlängerungskabeln, schwachen Stromkreisen, Arbeiten im Gelände oder bei Versorgung über einen Stromerzeuger.

Spannungsabfälle - was sind sie?

In der Elektrotechnik bezeichnet ein Spannungsabfall die Verringerung der elektrischen Spannung entlang eines Leiters oder innerhalb eines elektrischen Systems. Vereinfacht gesagt: Zwischen dem Einspeisepunkt und dem Verbraucher liegt nicht mehr exakt dieselbe Spannung an.

Beim Schweißen ist das relevant, weil die Stromquelle auf eine bestimmte Eingangsspannung angewiesen ist. Je stärker diese Spannung unter Last einbricht, desto schwieriger wird es für das Gerät, die geforderten Schweißparameter stabil bereitzustellen.

Warum entstehen Spannungsabfälle?

Die Ursache liegt häufig nicht im Schweißgerät selbst, sondern in der elektrischen Versorgung. Typische Faktoren sind:

  • lange Zuleitungen oder Verlängerungskabel,
  • zu kleiner Leiterquerschnitt,
  • erhöhte Übergangswiderstände an Steckern und Verbindungen,
  • schlechte oder korrodierte Kontakte,
  • stark belastete Stromkreise,
  • schwache oder instabile Netzversorgung,
  • Versorgung über Stromerzeuger.

Welche Versorgung zu einem bestimmten Schweißgerät passt und worauf bei 230 V, 400 V oder dem Betrieb über einen Stromerzeuger zu achten ist, erklären wir ausführlicher im Beitrag Schweißgerät für Zuhause und Werkstatt auswählen.

Praxisregel

Je länger das Kabel und je höher die Stromaufnahme, desto wichtiger werden ein ausreichend großer Leiterquerschnitt, saubere Steckverbindungen und eine belastbare Stromversorgung.

Wie beeinflussen Spannungsabfälle den Schweißprozess?

Ein Schweißgerät regelt den Ausgangsstrom elektronisch, ist dabei aber an die verfügbare Eingangsleistung gebunden. Wenn die Netzspannung unter Last deutlich absinkt, kann das Gerät seine Sollwerte je nach Bauart und Leistungsreserve nicht mehr vollständig halten.

Das kann sich unter anderem auf folgende Punkte auswirken:

Auswirkung Mögliche Folge beim Schweißen
geringere verfügbare Leistung Sollstrom wird unter hoher Last eventuell nicht vollständig erreicht
instabiler Lichtbogen unruhiger Prozess und schlechtere Nahtkontrolle
veränderte Einbrandbedingungen geringerer oder ungleichmäßiger Einbrand
Störungen im Drahtprozess bei MIG/MAG kann ein instabiler Gesamtprozess die Lichtbogenruhe beeinträchtigen

Spannungsabfälle und Schweißlichtbogen

Ein deutlich zu niedriger Eingangsspannungswert kann sich bereits beim Lichtbogenzünden bemerkbar machen. Das Schweißgerät verfügt dann unter Umständen nicht über dieselbe Leistungsreserve wie bei stabiler Versorgung. Der Start kann schwieriger werden und der Lichtbogen weniger ruhig brennen.

Beim MMA-Schweißen unterstützen zusätzliche Funktionen die Zündung und Stabilisierung des Lichtbogens. Wie der kurzzeitige Anstieg des Schweißstroms beim Start funktioniert, erfahren Sie im Ratgeber Hot Start beim MMA-Schweißen.

Auch Arc Force ist in diesem Zusammenhang technisch interessant, weil die Funktion auf eine Verkürzung des Lichtbogens reagiert und den Schweißstrom dynamisch anhebt. Sie ersetzt jedoch keine stabile Netzversorgung.

Wie lassen sich Spannungsabfälle beim Schweißen begrenzen?

Nicht jeder Spannungsabfall lässt sich vollständig vermeiden. Viele Probleme können jedoch bereits über die richtige Versorgung reduziert werden.

  • Verlängerungskabel nur so lang wie nötig verwenden.
  • Leiterquerschnitt an Stromaufnahme und Kabellänge anpassen.
  • Stecker, Kupplungen und Kontakte in technisch gutem Zustand halten.
  • Nach Möglichkeit einen eigenen, ausreichend belastbaren Stromkreis nutzen.
  • Bei Stromerzeugern auf ausreichende Leistung und geeignete Spannungsregelung achten.
  • Die vom Hersteller angegebene zulässige Eingangsspannung des Schweißgeräts einhalten.

Gerade beim Arbeiten im Gelände ist die Kombination aus langem Kabel, hoher Schweißleistung und schwacher Stromversorgung problematisch. Deshalb sollte die komplette Versorgungskette betrachtet werden - nicht nur das Schweißgerät.

PFC - was bringt die Funktion bei schwacher Netzversorgung?

PFC steht für Power Factor Correction. Die primäre Aufgabe dieser Schaltung ist die Verbesserung des Leistungsfaktors auf der Eingangsseite des Geräts. Viele moderne Schweißinverter mit PFC sind zusätzlich so ausgelegt, dass sie innerhalb eines erweiterten Eingangsspannungsbereichs stabil arbeiten können.

Das ist insbesondere bei langen Zuleitungen, schwächerer Netzversorgung oder beim Betrieb mit einem passenden Stromerzeuger von Vorteil. Entscheidend ist jedoch nicht allein die Bezeichnung „PFC“, sondern der vom Hersteller konkret angegebene Eingangsspannungsbereich.

Wichtig

PFC ist keine universelle „Spannungsstabilisierung“. Ob ein Schweißgerät bei 190 V, 180 V oder noch niedrigerer Netzspannung zuverlässig arbeitet, hängt von der konkreten Konstruktion des Geräts und den Herstellerangaben ab.

PFC ist ein wichtiger Parameter, bei der Auswahl eines Schweißgeräts sollten jedoch auch Versorgungsspannung, maximaler Schweißstrom, Einschaltdauer und verfügbare Funktionen berücksichtigt werden. Eine ausführliche Übersicht finden Sie in unserem Ratgeber Worauf sollte man beim Kauf eines Schweißgeräts achten?.

 

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Fazit

Spannungsabfälle entstehen meist in der Stromversorgung - durch lange Leitungen, zu kleine Querschnitte, schlechte Kontakte oder eine stark belastete beziehungsweise schwache Netzversorgung. Beim Schweißen können sie die verfügbare Leistung reduzieren und dadurch Zündung, Lichtbogenstabilität, Einbrand und Nahtbild beeinflussen.

Die beste Lösung ist eine ausreichend dimensionierte und technisch saubere Stromversorgung. Geräte mit PFC und erweitertem Eingangsspannungsbereich können unter schwierigen Bedingungen zusätzliche Reserven bieten, ersetzen aber keine korrekt ausgelegte elektrische Installation.


Häufig gestellte Fragen zu Spannungsabfällen beim Schweißen

Was sind Spannungsabfälle beim Schweißen?

Spannungsabfälle sind Verringerungen der Versorgungsspannung im Netz oder entlang einer Leitung. Beim Schweißen können sie die verfügbare Leistung beeinflussen und dadurch den Lichtbogen und den Schweißprozess destabilisieren.

Welche Ursachen haben Spannungsabfälle?

Typische Ursachen sind lange Leitungen, ein zu geringer Leiterquerschnitt, erhöhte Übergangswiderstände an Verbindungen, eine hohe Belastung des Stromkreises oder eine schwache Netzversorgung.

Wie wirken sich Spannungsabfälle auf den Schweißlichtbogen aus?

Bei deutlichen Spannungseinbrüchen kann das Zünden schwieriger werden, der Lichtbogen instabiler brennen und die tatsächlich verfügbare Schweißleistung sinken. Das kann sich auf Einbrand, Nahtform und Prozessstabilität auswirken.

Hilft PFC gegen Spannungsabfälle?

PFC verbessert in erster Linie den Leistungsfaktor und kann - abhängig von der Auslegung des Geräts - einen stabileren Betrieb bei schwankender oder niedriger Eingangsspannung unterstützen. Entscheidend ist der vom Hersteller angegebene zulässige Eingangsspannungsbereich.

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