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Schweißen – Eine verschmelzende Verbindung

Es gibt viele Möglichkeiten Metallteile miteinander zu verbinden. In Abhängigkeit an den Anforderungen der Verbindung und der Produktions- und Anwendungsverfahren, können die Teile miteinander verklebt, verschraubt, genietet oder schlussendlich miteinander verschweißt werden. Wir möchten im Folgenden einige unterschiedliche Arten von Schweißverfahren aus dem Handwerk zusammenfassend erläutern.



  • Gasschmelzschweißen (Autogenschweißen)
  • Elektrodenschweißen
  • Fülldrahtschweißen
  • Metallschutzgasschweißen (MIG/ MAG)
  • WIG-Schweißen


Das Gasschmelzschweißen (Autogenschweißen)

Das Gasschmelzschweißen, auch Autogenschweißen genannt, ist eines der einfachsten und ältesten Schweißverfahren. Hier werden mit einer Flamme, die mit einem Brenner erzeugt wird, die zu verbindenden Werkstücke an den Fügestellen aufgeschmolzen. Der Brenner in der einen Hand, wird zusammen mit einem Schweißstab in der anderen Hand, langsam und gleichmäßig an der zu verbindenden Stelle geführt. Mit dem Schweißstab entsteht ein Zusatz und eine Schmelzverbindung, bzw. eine Schweißnaht zwischen den Werkstücken und den geschmolzenen Schweißstab.

Für die zu erzeugende Flamme des Brenners wird ein Gasgemisch aus Sauerstoff und Acetylen verwendet. Die Sauerstoffzufuhr wird immer zuerst geöffnet. Sowohl für die Gaszufuhr zum Brenner, als letztendlich auch die Ventile des Brenners zum Entzünden der Flamme. Nach dem Öffnen des Acetylenventils des Brenners, ist die Flamme mit Hilfe eines speziellen Anzünders zügig zu entzünden. Die Ventile des Brenners sind so einzustellen, dass die Flamme am heißesten Punkt einen kleinen spitzen Kegel bildet, die neutrale Flamme.
Nach der Schweißarbeit zuerst langsam das Acetylenventil schließen, damit es nicht knallt, und danach wird das Sauerstoffventil geschlossen. Dasselbe Prozedere gilt auch beim Schließen der Gasflaschen. Zuerst den Acetylen- und danach der Sauerstoffzulauf.
Nach Beenden der Schweißarbeiten werden die Ventildruckfedern entspannt und das ganze System geschlossen. Das noch in den Schläuchen befindliche Gas wird durch öffnen der Ventile am Brenner entlassen, und auch hier gilt wieder, zuerst der Sauerstoff und dann das Acetylen.
Ist das Gas komplett entwichen, so können beide Ventile wieder geschlossen werden.



Vorteile
  • Flexibel an Eisatzorten ohne Strom.
  • Gut geeignet für dünne Bleche.
  • Gut geeignet für un- und niedrig legierte Stähle.


Nachteile
  • Aufgrund der Gasflaschen großer Transportaufwand.
  • Hohe variable Kosten.


Beim Elektrodenschweißen ist der Name Programm

Hier kommen ummantelte Stabelektroden zum Einsatz. Das Schweißgerät ist ein Generator oder auch Schweißinverter genannt. Hier lassen sich Massekabel und Elektrodenhalter anschließen, und die benötigte Stromstärke einstellen, die je nach Elektrode und Werkstück variieren kann.

Das Massekabel wird am Minuspol des Generators gesteckt und an den Arbeitsplatz geklemmt. Das Kabel des Elektrodenhalters wird an den Pluspol geklemmt.

Beim E-Schweißen wird zum Schutz des Schweißbades kein Gas benötigt, stattdessen bildet sich über die Ummantelung der Elektrode eine Schlacke auf der Schweißnaht.
Die am Elektrodenhalter geklemmte Elektrode wird von Hand nahgeführt, und ist besonders am Anfang, aufgrund der Länge einer neuen Elektrode, ein schwieriges Unterfangen. Insgesamt ist für einen konstanten Lichtbogen und einer sauberen Schweißnaht, die ruhige Führung der Stabelektrode sehr wichtig.



Vorteile
  • Kein Schutzgas notwendig.
  • Flexibilität, da keine Gasflaschen mitgetragen werden müssen.
  • Im Freien verwendbar.


Nachteile
  • Schweißspritzer
  • Nachbearbeitung wegen Schlackenbildung.
  • Rauchentwicklung
  • Zu schweißende Stellen nicht aus allen Positionen heraus erreichbar.


Mit Pulver gefüllten Röhrchendraht schweißen – Fülldrahtschweißen

Beim Fülldrahtschweißen wird mit einem Pulver gefüllten Röhrchendraht geschweißt. Hier wird zwischen zwei Drähten unterschieden. Dem selbstschützenden Fülldraht, und dem gasgeschützten Fülldraht. Beim selbstschützenden Fülldraht bildet das Pulver den Schutz vor dem Eindringen von Sauerstoff. Allerdings ist der Gasschutz nicht so beständig, wie dass beim MIG/ MAG Schweißverfahren der Fall ist.
Der Gasgeschützte Fülldraht bildet kein Schutzgas, dafür kann sich auf der Schweißnaht Schlacke zum Schutz vor Oxidation bilden.

Das Fülldrahtschweißverfahren ähnelt sehr dem MIG/ MAG Schweißverfahren, allerdings unterscheiden sich hier die Schweißgeräte in der Anschlussmöglichkeit der Schutzgase, wie sie beim MIG/ MAG Schweißen benötigt werden. Gute MIG/ MAG – Schweißgeräte sind auch für Fülldraht geeignet.



Vorteile
  • Kein Schutzgas notwendig.
  • Etwas flexibler, da keine Gasflaschen mitgetragen werden müssen.
  • Im Freien verwendbar.
  • Mit etwas Übung gut erlernbar.


Nachteile
  • Schweißspritzer
  • Nachbearbeitung wegen Schlackenbildung.
  • Rauchentwicklung


Der Klassiker unter den Schweißverfahren – Metallschutzgasschweißen (MIG/ MAG)

Das MIG/ MAG Metallschutzgasschweißen sind Lichtbogenschweißverfahren und die wohl am weit verbreitetsten Schweißverfahren. Sie werden in den unterschiedlichsten Zweigen der metallverarbeitenden Industrie verwendet. Vom Schiffsbau, über Automobilindustrie, bis hin zum Maschinenbau. Verschweißt werden unlegierte und niedrig legierter Stähle, so wie Kupfer und Nichteisenmetalle.

Das Schutzgasschweißgerät kennzeichnet sich dadurch, dass ein feiner Draht von einer Rolle durch einen flexiblen Schlauch in der Mitte des Schweißbrenners geführt wird. An das Werkstück wird ein Massekabel angelegt, wodurch mit einem Kurzschluss der Lichtbogen bei Kontakt zwischen Draht und Werkstück erzeugt wird. Der schmelzende Draht bildet nicht nur eine Schweißzugabe, sondern dient auch als Elektrode. Der Draht wird mit einem Motor von der Rolle gleichmäßig automatisch nachgeschoben. Die Gase schützen das Schmelzbad vor Sauerstoff. Fehlt das Gas bilden sich Blasen in der Schmelze und die Naht wird brüchig und ist anfällig für Rost.

Die Unterschiede zwischen MIG und MAG liegen im unterschiedlichen Gas und der Verwendung unterschiedlicher Schweißdrähte bzw. Drahtelektroden. Das Schweißgerät ist in der Regel für beide Arten geeignet.

MIG steht für Metallinertgasschweißen – Schweißen mit Inerten Gasen (inaktive Gase).  Dieses Schweißverfahren kommt hauptsächlich bei Nichteisenmetallen zum Einsatz. Als Schutzgas wird überwiegend das Edelgas Argon verwendet. Es kann aber auch Helium verwendet werden.

MAG steht für Metallaktivgasschweißen – Schweißen mit Aktiven Gasen. Gearbeitet wird hier entweder mit reinem CO­­2 oder einer Mischung aus CO­­2 und Argon. Das MAG Verfahren wird fürs Grobe verwendet, wie im Schiffs- oder Maschinenbau.



Vorteile
  • Schnelles Arbeiten.
  • Gut erlernbar.
  • Optisch sauber Nähte.


Nachteile
  • Nicht im Freien verwendbar.
  • Werkstücke müssen sauber von Fremdstoffen sein.
  • Es müssen die entsprechenden Schutzgase zur Verfügung stehen.


Die Königsdiziplin, das WIG – Schweißen

Wie sagt man so schön, das Beste kommt zum Schluss, das Wolfram-Inertgas-Schweißen, kurz WIG-Schweissen. Bei diesem Verfahren, ebenso ein Schutzgasschweißverfahren, brennt der Lichtbogen zwischen Werkstück und einer Wolframelektrode, die aber im Vergleich zu den anderen Schutzgasschweißverfahren oder auch beim E-Schweißen nicht abbrennt. Der Zusatzstoff für die Schweißnaht wird von Hand geführt und in den Lichtbogen gehalten und zum Schmelzen gebracht. Damit das Schmelzbad nicht mit der Umweltluft reagiert wird es von einem inaktiven Gas, wie beim MIG, Argon oder Helium geschützt.

Beim WIG Schweißgerät wird der Brenner üblicherweise am Minuspol angeschlossen. Mit dieser Anschlussweise lassen sich so gut wie alle Metalle und Legierungen schweißen.

Bei inverser Polarität, also wenn der Brenner am Pluspol angeschlossen wird, kann die Elektrode überhitzen, von daher darf nur mit geringer Stromstärke gearbeitet werden.



Vorteile
  • Präzise Schweißarbeit möglich.
  • Qualität – saubere und dichte Schweißverbindung.
  • Hoher Einbrand.
  • Kaum oder so gut wie keine Spritzer.


Nachteile
  • Kein Einsatz im Freien möglich.
  • Nachbearbeitung wegen Schlackenbildung.
  • Rauchentwicklung
  • Es müssen die entsprechenden Schutzgase zur Verfügung stehen.


Arbeitssicherheit

Grundsätzlich gilt bei jedweder Art von Schweißarbeit auf geeignete Schutzkleidung zu achten. D.h. Schutzbrille oder Schweißhelm, und feuerfester Schutzkleidung mit Schweißerhandschuhe. Alle entflammbaren Materialien sind weiträumig zu entfernen, und zur eigenen Sicherheit sollte ein Feuerlöscher parat stehen. Auch sollten weitere Personen im Raum entweder Schutzkleidung und Schutzbrille anziehen, oder die Werkstatt am besten verlassen. Wird ihre Werkstatt gut durchlüftet? Sorgen Sie für einen Abzug der Rauchgase.
Vor Inbetriebnahme das Gerät prüfen, sind alle Kabel sauber abgeschirmt und, dass Ihr Gerät einwandfrei funktioniert.

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