Gasschmelzschweißen

Beim Gasschmelzschweißen wird der Grundwerkstoff an der Schweißstelle durch eine

Schweißflamme (Sauerstoff-Acetylen-Flamme) eines Schweißbrenners aufgeschmolzen.

Im Schmelzbad wird gleichzeitig ein Schweißstab nach und nach abgeschmolzen.

Als Brenngas wird Acetylen, gelegentlich auch Wasserstoff oder Propangas, verwendet.

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

und zum Gusseisenwarmschweißen werden rückschlagsichere Brenner eingesetzt.

Lichtbogenschmelzschweißen

Das Lichtbogenschmelzschweißen ist heute das meist verbreitete 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. Es wird industriell vor allem zum Schweißen langer Nähte

an meist dickwandigen Rohren eingesetzt und eignet sich nicht zur manuellen Ausführung.

Schutzgasschweißen

Seit vielen Jahren hat sich das Schutzgasschweißverfahren bewährt. Bei diesem 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 gibt das Wolframschutzgasschweißen und zum anderen das Metallschutzgasschweißen.

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. Natürlich müssen

für die unterschiedlichen Metalle auch die entsprechenden Schutzgase verwendet werden.

Metallschutzgasschweißen

Beim Metallschutzgasschweißen 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 Metallinertgasschweißen (MIG), also dem Schweißen

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

Metallaktivgasschweißen (MAG) mit Schweißkohlendioxid (MAGC) und Mischgasen (MAGM).

Zum MIG-MAG-Schweißen werden überwiegend Schweißanlagen mit Schweißgleichrichtern

eingesetzt, die eine Konstantspannungscharakteristik 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 oder steigende statische Kennlinie

eingestellt werden kann. Dadurch ist es möglich, auch Stabelektroden zu verschweißen.

Die Schutzgasschweißanlagen sind somit für das Schweißen mit Sprühlichtbogen als auch mit

Lang- und Kurzlichtbogen geeignet, einige auch noch für das Schweißen mit Impulslichtbogen.

Bei Schweißstromquellen mit Konstantspannungskennlinien wird 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 diese ist, desto höher ist natürlich auch die Stromstärke.

Die Lichtbogenlänge bleibt dabei 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 wieder

verändert werden. Die für jede Schweißaufgabe günstigste Stromstärke und Spannung,

den günstigsten Arbeitspunkt, kann man nur durch ein systematisches Vorgehen ermitteln.

Wolframinertgasschweißen

Das Wolframinertgasschweißen ist vorwiegend eine reine Handschweißung. Der elektrische

Lichtbogen brennt zwischen einer im Brenner eingespannten Wolframelektrode (Minuspol) und

dem Werkstück in einem Argon-Schutzgasmantel. Der Schweißzusatzwerkstoff wird stromlos

mit der Hand, ähnlich wie bei der Autogenschweißung, manchmal 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 immer

sicher gezündet. Bei Wechselstrom immer dann, wenn die Spannung gleich null ist. Mit den

Doppelstromquellen ist ein Schweißen mit Gleichstrom oder Wechselstrom möglich. Es gibt

Schweißanlagen, die sich auch zum Punkten von dünnen Blechen eignen. So kann bei fast

allen Metallen in jeder Schweißposition gearbeitet werden. Die Schweißstromquellen haben

eine fallende statische Kennlinie, damit auch Stabelektroden verschweißt werden können.

Metallschutzgaslötschweißen

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

einer abschmelzenden, kontinuierlich zugeführten Lötdrahtelektrode und dem Werkstück.

Das zugegebene Schutzgas schützt den Lichtbogen und das flüssige Lot vor 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 (circa 1000 °C) entsteht nur minimaler

Zinkabbrand im Bereich der direkten Lötzone. (Zink schmilzt bei 420 °C, verdampft bei 907 °C).

Die Lötnaht besitzt eine höhere Korrosionsbeständigkeit und ermöglicht somit eine leichtere

Oberflächenbearbeitung. Die Lötdrähte bestehen aus einer Kupferbasislegierung mit Legierungs-

anteilen, wie zum Beispiel Silizium oder Aluminium. Durch die geringe Wärmeeinbringung

entsteht auch bei sehr dünnen Blechen kaum Verzug. Beschichtete (verzinkt, phosphatiert)

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 aber nicht vorenthalten werden.

Beim Plasmaschneiden brennt der elektrische Lichtbogen zwischen einer nicht abschmelzenden

Wolframelektrode und dem Werkstück. Durch eine Düse und durch zugeführte Druckluft wird der

Lichtbogen zusätzlich eingeschnürt, wodurch die Intensität und Stabilität wesentlich erhöht wird.

Durch die Einschnürung entsteht im Brenner ein elektrisch leitfähiges Gas von etwa 30 000 °C.

Ionisiertes Gas, das den Lichtbogen auf das Werkstück überträgt, bezeichnet man als Plasma.

Mit dem Plasmaschneidverfahren kann Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Guss, Messing

und so weiter geschnitten werden. Die besonderen Vorteile: Durch die große Energiedichte

des Plasmalichtbogens erreicht man eine sehr hohe Schnittgeschwindigkeit. Die Schnitte sind

steil, grat- und verzugsfrei und von großer Wirtschaftlichkeit. Durch das problemlose Handling

und die Verwendung von Druckluft als Schneidgas bieten sich grenzenlose Möglichkeiten.