Maven Laser Popular Science | 10 gängige Schweißverfahren

1. Lichtbogenhandschweißen (SMAW)

    

   Das Lichtbogenschweißen mit umhüllter Elektrode gehört zu den grundlegendsten Fertigkeiten, die ein Schweißer beherrschen muss. Unzureichende Kenntnisse dieser Fertigkeit führen zu verschiedenen Fehlern in der Schweißnaht.

    
2. Unterpulverschweißen (UP-Schweißen)

    

   Das Unterpulverschweißen ist ein Schweißverfahren, bei dem ein Lichtbogen als Wärmequelle dient. Es zeichnet sich durch tiefen Einbrand, hohe Produktivität und exzellente Schweißnahtqualität aus: Das flüssige Metall wird durch die Schlacke von der Luft isoliert, und der Prozess ist hochgradig mechanisiert, wodurch es sich zum Schweißen langer Nähte an mittelstarken und dicken Blechkonstruktionen eignet.

    
3. Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW/TIG)

    

   Hier einige wichtige Vorsichtsmaßnahmen für GTAW:

    

   (1) Die Wolframelektrode muss stets fein gespitzt sein. Eine stumpfe Elektrode verursacht Streustrom und einen instabilen Lichtbogen, was die Schweißnaht ruiniert.

    

   (2) Befindet sich die Wolframelektrode zu nah an der Schweißnaht, klebt sie am Werkstück fest; ist sie zu weit entfernt, streut der Lichtbogen, was zu geschwärzten Schweißnähten, schnellem Elektrodenverschleiß und erhöhter Strahlenbelastung für den Schweißer führt. Es ist daher ratsam, die Elektrode so nah wie möglich an der Schweißnaht zu halten.

    

   (3) Die richtige Steuerung des Schweißvorgangs erfordert Geschick, insbesondere beim Schweißen dünner Bleche – punktuelles Schweißen ist nur in kurzen Stößen möglich. Im Gegensatz zu automatischen Schweißmaschinen mit automatischer Drahtzufuhr und -führung führt kontinuierliches Schweißen zum Durchbrennen des Werkstücks.

    

   (4) Die manuelle Drahtzufuhr erfordert ein gutes Tastgefühl. Hochwertiger Schweißdraht kann mit einer Blechschere aus Edelstahlblechen der Sorte 304 geschnitten werden, anstatt vorgewickelten Draht zu kaufen; guter vorgewickelter Draht ist selbstverständlich im Großhandel erhältlich.

    

   (5) Arbeiten Sie stets in einem gut belüfteten Bereich und tragen Sie Lederhandschuhe, feuerfeste Kleidung und einen selbstverdunkelnden Schweißhelm.

    

   (6) Verwenden Sie die Keramikdüse des Schweißbrenners, um das Licht des Lichtbogens abzuschirmen – insbesondere sollte die Rückseite des Brenners so weit wie möglich zu Ihrem Gesicht zeigen.

    

   (7) Ein Meisterschweißer besitzt ein intuitives Gespür und eine Vorahnung für die Temperatur und Größe des Schmelzbades sowie für die Funktionsweise des Brennerzünders.

    

   (8) Wolframelektroden mit gelber oder weißer Kennzeichnung sollten vorrangig verwendet werden, da sie höhere Schweißkenntnisse erfordern.

    
4. Autogenschweißen (OFW)

    

   Beim Autogenschweißen wird eine Flamme verwendet, um das Grundmaterial und den Schweißdraht an der Fügestelle der Werkstücke zu erhitzen und sie so zu verschmelzen. Gängige Brenngase sind Acetylen, Flüssiggas und Wasserstoff, wobei Sauerstoff als primäres Oxidationsmittel dient.

    
5. Laserschweißen

    

   Laserschweißen ist ein hocheffizientes und präzises Schweißverfahren, das einen Laserstrahl mit hoher Energiedichte als Wärmequelle nutzt und eine Schlüsselanwendung der Lasermaterialbearbeitung darstellt. In den 1970er Jahren wurde es hauptsächlich zum Schweißen dünnwandiger Werkstoffe und für Niedriggeschwindigkeitsschweißungen eingesetzt. Der Schweißprozess ist wärmeleitungsgesteuert: Die Laserstrahlung erhitzt die Werkstückoberfläche, und die Oberflächenwärme breitet sich durch Wärmeleitung nach innen aus. Durch die Steuerung von Parametern wie Laserpulsdauer, Energie, Spitzenleistung und Wiederholrate schmilzt das Werkstück und bildet ein spezifisches Schmelzbad.

    
6. Metallschutzgasschweißen (GMAW/MIG/MAG)

    

   Viele Schweißer halten das MIG/MAG-Schweißen aufgrund des geringen Einstiegsaufwands und der leichten Erlernbarkeit für das einfachste Schweißverfahren. In der Regel kann ein absoluter Anfänger ohne Schweißerfahrung nach nur 2-3 Stunden Einweisung durch einen erfahrenen Schweißer grundlegende Schweißpositionen schweißen.

    

   Wichtige Punkte beim Erlernen des GMAW-Schweißens: Ruhige Hand bewahren, Stromstärke und Spannung richtig einstellen, Schweißgeschwindigkeit kontrollieren und die korrekten Handgriffe erlernen (leicht zu erlernen durch Video-Tutorials). Mit der Beherrschung der Schweißsequenz können Sie die meisten Schweißarbeiten selbst ausführen.

    
7. Reibschweißen

    

   Beim Reibschweißen handelt es sich um ein Verfahren, bei dem die durch Reibung an den Kontaktflächen der Werkstücke erzeugte Wärme als Wärmequelle dient. Unter Druck kommt es zu einer plastischen Verformung der Werkstücke, wodurch eine Schweißung erreicht wird.

    

   Unter konstantem oder steigendem Druck und Drehmoment erzeugt die Relativbewegung zwischen den Schweißkontaktflächen Reibungs- und Verformungswärme an und nahe der Reibfläche. Dadurch steigt die Temperatur in diesem Bereich bis nahe, aber im Allgemeinen unterhalb des Schmelzpunktes. Dies verringert den Verformungswiderstand des Materials, erhöht die Plastizität und bricht die Oxidschicht an der Grenzfläche auf. Unter Stauchdruck, begleitet von plastischer Verformung und Materialfluss, erfolgt das Schweißen durch intermolekulare Diffusion und Rekristallisation an der Grenzfläche – es handelt sich also um ein Festkörperschweißverfahren.

    

   Das Reibschweißen besteht typischerweise aus vier Schritten: (1) Umwandlung von mechanischer Energie in thermische Energie; (2) plastische Verformung des Materials; (3) Stauchen unter thermoplastischen Bedingungen; (4) intermolekulare Diffusion und Rekristallisation.

    
8. Ultraschallschweißen

    

   Beim Ultraschallschweißen werden hochfrequente Schwingungswellen auf die Oberflächen zweier zu verschweißender Werkstücke übertragen. Unter Druck reiben die beiden Oberflächen aneinander und verschmelzen so auf molekularer Ebene. Ein komplettes Ultraschallschweißsystem besteht im Wesentlichen aus einem Ultraschallgenerator, einem Wandler, einem Schallkopf, einer Schweißdüse, einer Schweißform und einem Rahmen.

    
9. Weichlöten

    

   Beim Hartlöten und Weichlöten wird ein Zusatzwerkstoff mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das Grundmaterial verwendet. Die Werkstücke und der Zusatzwerkstoff werden auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts des Zusatzwerkstoffs, aber unterhalb des Schmelzpunkts des Grundmaterials erhitzt. Der geschmolzene Zusatzwerkstoff benetzt das Grundmaterial, füllt den Spalt und diffundiert mit diesem, um die Werkstücke zu verbinden. Hartlöten und Weichlöten zeichnen sich durch minimale Verformung und glatte, ästhetische Verbindungen aus und eignen sich daher zum Schweißen von präzisen, komplexen Bauteilen und Baugruppen aus verschiedenen Materialien (z. B. Wabenplatten, Turbinenschaufeln, Hartmetall-Schneidwerkzeuge und Leiterplatten). Je nach Schweißtemperatur werden Hartlöten und Weichlöten in zwei Kategorien unterteilt: Verfahren mit einer Schweißtemperatur unter 450 °C werden als Weichlöten, solche mit einer Temperatur über 450 °C als Hartlöten bezeichnet.

    
10. Hartlöten