Gasschmelzschweißen

Beim Gasschmelzschweißen wird der Grundwerkstoff an der Schweißstelle durch eine Schweißflamme

(Brenngas-Sauerstoffflamme) eines Schweißbrenners erwärmt und aufgeschmolzen.

Im Schmelzbad wird gleichzeitig ein Schweißstab nach und nach abgeschmolzen.

Als Brenngas wird Acetylen, gelegentlich auch Wasserstoff und Leuchtgas, verwendet.

Es gibt Ein- und Mehrflammenbrenner. Zum Schweißen in Vertiefungen, in Hohlräumen

und zum Gusseisenwarmschweißen werden rückschlagsichere Brenner eingesetzt.

Lichtbogenschmelzschweißen

Das Lichtbogenschmelzschweißen ist heute in der Industrie/Handwerk das wichtigste Fügeverfahren.

Unter dem Begriff Lichtbogenschmelzschweißen versteht man Verfahren, bei denen durch die

Einwirkung der Wärme eines Lichtbogens ein Schmelzbad entsteht. Der Lichtbogen brennt

zwischen einer Elektrode und dem Werkstück. Wird eine abschmelzende Elektrode verwendet,

ist diese gleichzeitig der Schweißzusatz. Je nach der Fertigung unterscheidet man Handschweißen,

teil- und vollmechanisches sowie automatisches Schweißen.

Unterpulverschweißen

Beim Unterpulververschweißen wird die Elektrode kontinuierlich auf das Schweißteil vorgeschoben

und taucht in eine Pulverschicht ein. Der Lichtbogen brennt unsichtbar unter dieser Pulverschicht.

Die Schlacke, die sich aus dem Pulver bildet, schützt das Schmelzbad vor dem Zutritt der Atmosphäre.

Schutzgasschweißen

Seit einer Reihe von Jahren haben sich Schutzgasschweißverfahren bewährt.

Bei diesen Verfahren schirmen Gase, die über die Schweißstelle geblasen werden, den Schweißvorgang

durch einen Schutzmantel so ab, dass die umgebene Luft nicht in das Schmelzbad eindringen kann.

Es wird zwischen Wolfram-Schutzgasschweißen und Metall-Schutzgasschweißen unterschieden.

Schutzgasschweißanlagen können für hand- und vollmechanisches Schweißen ausgelegt

und auch in Fertigungsstraßen eingebaut sein. Fast alle Metalle lassen sich mit dem einen

oder anderen Verfahren schweißen. Als Schutzgase haben sich die inerten Gase Helium (He)

und Schweißargon (Ar) und die mehratomigen Gase wie Kohlendioxid (CO2)

oder Mischgase aus Kohlendioxid (CO2), Sauerstoff (O2) und Schweißargon (Ar) bewährt.

Jedes Schutzgas ist für bestimmte Arbeitsaufgaben und Werkstoffe besonders geeignet.

Metall-Schutzgasschweißen

Beim Metall-Schutzgasschweißen brennt der Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden

Drahtelektrode und dem Werkstück. Im allgemeinen wird der Schweißbrenner von Hand geführt,

nur bei vollmechanischen Verfahren wird er fest eingespannt. Der Lichtbogen wird durch den

abschmelzenden Schweißzusatz, der gleichzeitig Drahtelektrode ist, gezündet.

Die Drahtelektrode liegt dabei am Pluspol. Der Drahtvorschub erfolgt kontinuierlich durch ein

Drahtvorschubgerät. Zusätzlich kann ein zweiter stromloser Schweißdraht dem Schweißbad

zugeführt werden. Die Schweißverfahren unterscheiden sich grundsätzlich nur durch das

verwendete Gas. Das gilt sowohl für das Metall-Inertgasschweißen (MIG), also dem Schweißen

mit inerten Gasen (Schweißargon, Helium oder ihren Gemischen), als auch für das

Metall-Aktivgasschweißen (MAG) mit Schweißkohlendioxid (MAGC) und Mischgasen (MAGM).

Zum MIG/MAG-Schweißen werden überwiegend Schweißanlagen mit Schweißgleichrichtern eingesetzt,

die eine Konstantspannungs-Charakteristik aufweisen. Schweißstromquellen mit

fallender statischer Kennlinie neigen beim MIG/MAG-Schweißen zu einem inkonstanten Lichtbogen.

Hin und wieder werden auch Anlagen mit Schweißumformern verwendet.

Es gibt aber auch Schweißanlagen, nämlich Schweißgleichrichter mit Transduktoren, bei denen

durch Schalten oder Umklemmen entweder eine fallende statische Kennlinie eingestellt werden kann.

Dadurch ist es möglich auch Stabelektroden zu verschweißen. Die Schutzgasschweißanlagen

sind sowohl für das Schweißen mit Sprühlichtbogen als auch mit Lang- und Kurzlichtbogen geeignet,

manche auch noch für das Schweißen mit Impulslichtbogen.

Bei Schweißstromquellen mit Konstantspannungskennlinien wird jedoch nicht nur die Spannung,

und damit die statische Kennlinie eingestellt, sondern auch die Vorschubgeschwindigkeit

der Drahtelektrode, die während des Schweißens gleich bleibt.

Von der Vorschubgeschwindigkeit hängt die Stromstärke ab. Je größer sie ist, desto höher

ist die Stromstärke. Die Lichtbogenlänge bleibt immer die gleiche, nachdem die Anlage

einmal eingestellt ist, das heißt, sie regelt sich immer wieder auf die ursprüngliche Länge ein.

Man spricht dabei von einem Selbstregeleffekt. Die Lichtbogenlänge kann

nur durch eine andere Einstellung verändert werden. Die für jede Schweißaufgabe

günstigste Stromstärke und Spannung, den günstigsten Arbeitspunkt, können wir nur durch

systematisches Vorgehen ermitteln. Durch Probieren wird nichts erreicht.

Wolfram-Inertgasschweißen

Das Wolfram-Inertgasschweißen ist vorwiegend eine Handschweißung.

Der elektrische Lichtbogen brennt zwischen einer im Brenner eingespannten Wolfram-Elektrode

(Minus-Pol) und dem Werkstück in einem Argon-Schutzgasmantel. Der Schweißzusatzwerkstoff

wird stromlos mit der Hand, ähnlich wie bei der Autogenschweißung, gelegentlich auch

mechanisch zugeführt. Die Schweißanlagen sind mit einem Schweißgleichrichter ausgerüstet,

und wenn Leichtmetalle zu schweißen sind, mit einem Schweißtransformator.

Leichtmetalle können nämlich nur mit Wechselstrom geschweißt werden.

Durch einen Impulsgenerator wird der Lichtbogen sicher gezündet, bei Wechselstrom immer dann,

wenn die Spannung gleich null ist. Mit sogenannten Doppelstromquellen ist ein Schweißen

mit Gleichstrom oder Wechselstrom möglich. Es gibt Schweißanlagen, die sich auch

zum Punkten von dünnen Blechen eignen. Es kann bei fast sämtlichen Metallen in allen

Schweißpositionen gearbeitet werden. Die Schweißstromquellen weisen eine fallende

statische Kennlinie auf, sodass auch Stabelektroden verschweißt werden können.

Metall-Schutzgaslötschweißen

Das MIG-Lötschweißen ist ein Hartlötverfahren. Der elektrische Lichtbogen brennt zwischen der

abschmelzenden, kontinuierlich zugeführten Lötdrahtelektrode und dem Werkstück. Das zugegebene

Schutzgas schützt den Lichtbogen und das flüssige Lot vor den Einflüssen der Umgebungsluft.

Die Handhabung ist so einfach wie die des MIG-MAG-Schweißens. Für das Fügen von verzinkten

Blechen bietet das MIG-Lötschweißen klare Vorteile gegenüber dem MIG-MAG-Schweißen.

Verzinktes Feinblech findet man heute im Automobilbau, in der Bauwirtschaft, Klimatechnik,

bei Hausgeräten und der Möbelindustrie. Für diese Einsätze ist das MIG-Lötschweißen ideal.

Durch die niedrige Schmelztemperatur des Lötdrahts (ca. 1000° C) entsteht nur minimaler Zinkabbrand

im Bereich der direkten Lötzone. (Zink schmilzt bei 419° C, verdampft bei 906° C). Die Lötnaht

besitzt eine höhere Korrosionsbeständigkeit und ermöglicht eine leichtere Oberflächenbearbeitung.

Die Lötdrähte bestehen aus einer Kupferbasislegierung mit Legierungsanteilen, wie zum Beispiel

Silizium oder Aluminium. Durch die geringe Wärmeeinbringung entsteht auch bei sehr dünnen Blechen

wenig Verzug. Beschichtete (verzinkt, phosphatiert, aluminiert) und unbeschichtete Stahlbleche,

Edelstahl und Stahl/Edelstahlverbindungen (Schwarz/Weiß-Verbindungen) können gelötet werden.

Die Lötnähte haben eine sehr gute Verbindungsfestigkeit. Als Schutzgas wird reines Argon

oder Argon mit geringen Beimischungen verwendet.

Plasmaschneiden

Es ist zwar kein Schweißverfahren, dennoch soll es Ihnen hier nicht vorenthalten werden.

Beim Plasmaschneiden brennt der elektrische Lichtbogen zwischen einer nicht abschmelzenden

Elektrode und dem Werkstück. Durch eine Düse und durch zugeführte Druckluft wird er zusätzlich

eingeschnürt, wodurch die Intensität und Stabilität wesentlich erhöht wird. Durch diese Einschnürung

entsteht im Brenner ein hocherhitztes Gas mit hohem Energiegehalt, dessen elektrische Energie direkt

in Wärme umgesetzt wird. Dieses ionisierte Gas, das den Lichtbogen auf das Werkstück überträgt,

bezeichnet man als das Plasma.

Mit dem Plasmaschneidverfahren können Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Guss, Messing usw.

geschnitten werden. Die besonderen Vorteile: Durch die große Energiedichte des Plasmalichtbogens

erreicht man eine hohe Schnittgeschwindigkeit. Die Schnitte sind steil, grat- und verzugsfrei und von

hoher Wirtschaftlichkeit. Durch das problemlose Handling und die Verwendung einfacher Druckluft

als Schneidgas bieten sich grenzenlose Möglichkeiten.