Schweißen ist ein Fügeprozess von Materialien. Meistens können Metalle oder thermoplastische Materialien mithilfe dieses Verfahrens verbunden werden. Durch das Anwenden von Hitze und Druck auf die zu verbindenden Materialien sowie auf das Füllmaterial entsteht ein Schmelzbad, das beim Abkühlen eine feste Verbindung bildet. Die richtige Technikauswahl ist im Schweißprozess äußerst wichtig. Falsche Technikentscheidungen können katastrophale Ergebnisse verursachen. In diesem Blog werden verschiedene Arten von Schweißverfahren erläutert.
1-) Lichtbogenschweißen
a-) Verbrauchbare Elektrodenverfahren
Lichtbogenhandschweißen (geschütztes Metalllichtbogenschweißen oder SMAW)
Es handelt sich um eine manuelle Technik, die auf einer verbrauchbaren Elektrode basiert. Die Elektrode ist mit Flussmittel beschichtet. Dieses Flussmittel wird dann verwendet, um den Schweißvorgang durchzuführen. Dieser Prozess wird im Allgemeinen als Lichtbogenhandschweißen bezeichnet, da hier Schweißstäbe oder -stäbe verwendet werden. Diese bestehen aus Füllmaterial und Flussmittel. Das Flussmittel dient dem Schutz des geschmolzenen Metalls des Schweißes. Anschließend wird das Füllmaterial verwendet, um zwei Metallstücke miteinander zu verbinden.
Diese Methode wird heutzutage im Allgemeinen als “veraltet” bezeichnet. Es handelt sich um eine sehr kostengünstige Methode, die minimale Ausrüstung erfordert. Die endgültige Schweißqualität ist jedoch nicht perfekt. Es können Poren, geringe Durchdringung, Risse auftreten und die Verbindung ist äußerst anfällig für extreme Wetterbedingungen. Sie ist im Allgemeinen nicht besonders haltbar. Diese Methode ist sehr beliebt. Sie wird hauptsächlich in Entwicklungsländern angewendet, in denen aufgrund der geringen Kaufkraft der Menschen keine anderen Methoden erschwinglich sind. Das Lichtbogenhandschweißen wird hauptsächlich in den Bereichen Kälte- und Klimatechnik, Sanitär, Automobilbau und Bauwesen eingesetzt.
MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen oder GMAW)
Die zweitbeliebteste Technik ist das MIG-Schweißen. Dies steht für “Metall-Inertgas-Schweißen”. Der Prozess besteht darin, zwei Metallstücke mit einem Draht zu verbinden, der mit einem Elektrodenstrom verbunden ist. Anschließend läuft der Draht durch den Schweißstab, der von einem Inertgas geschützt wird.
Das MIG-Schweißen ist einfacher zu bedienen und erfordert im Vergleich zu anderen Techniken weniger Präzision. Es ist jedoch empfindlicher gegenüber externen Faktoren wie Regen, Wind und Staub. Daher müssen präzisere Einstellungen wie Drahtgeschwindigkeit und Spannung vorgenommen werden. Die beiden Hauptprobleme sind Schlacke und Poren. Wenn diese nicht sehr gut kontrolliert werden, kann dies zu zerstörerischen Ergebnissen in der Struktur führen.
Das MIG-Schweißen ist viel einfacher zu bedienen und recht einfach auszuführen. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Elektrode automatisch durch die Schweißpistole zugeführt wird. Während ein TIG-Schweißer beide Hände verwendet, kann der MIG-Schweißer die Schweißpistole leicht über den zu schweißenden Bereich führen.
Diese Methode wird hauptsächlich in der Fahrzeugreparatur, Sanitärtechnik, im Bauwesen, in der Robotik und in der maritimen Industrie eingesetzt.
Flux-Cored Arc Welding (FCAW)
Beim Flux-Cored Arc Welding wird ein spezieller Draht verwendet, der mit Flussmittel gefüllt ist, und das Schutzgas ist nicht immer erforderlich. FCAW ist sehr kostengünstig und leicht zu erlernen, hat jedoch im Vergleich zu anderen Methoden gewisse Einschränkungen und die Ergebnisse sind nicht so ästhetisch. Die Hauptvorteile dieser Methode sind Vielseitigkeit, Eignung für den Außeneinsatz, schnelle Anwendung und geringe Kosten im Vergleich zu anderen Methoden.
Submerged Arc Welding (SAW)
Die Kombination von Stahl mit Eisen und nickelbasierten Legierungen erfolgt durch das Unterpulverschweißen. Dieser Prozess ist unter den anderen Prozessen der sicherste. Es gibt minimale Emissionen von Schweißrauch und Lichtbögen. Das Unterpulverschweißen erfordert minimale Vorbereitung, es ist eine schnelle und effiziente Methode. Es zeigt eine tiefe Schweißdurchdringung als Ergebnis. Wärme wird verwendet, um das Flussmittel zu einem leitfähigen Material aufzubauen, und dies schafft einen Pfad zwischen der Elektrode und dem Schweißmaterial. Der Schweißer ist vor UV- und IR-Strahlen aus dem Flussmittel geschützt, da diese natürlicher Bestandteil des Lichtbogenhandschweißprozesses sind.
b-) Nichtverbrauchbare Elektrodenverfahren
WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen oder WIG)
Das Wolfram-Inertgas-Schweißen, kurz WIG, verwendet eine nichtverbrauchbare Wolfram-Elektrode mit einem Inertgas (normalerweise Argon). Wolfram wird aufgrund seiner hohen Reinheit und Härte verwendet. Es liefert eine hochwertige Schweißnaht. Die Wärme wird durch den elektrischen Strom erzeugt, der durch eine Wolfram-Elektrode fließt. Dieser Strom erzeugt einen Lichtbogen, der zum Schmelzen des Metallfadens verwendet wird, um das Schmelzbad zu erhalten. Es handelt sich um eine heutzutage sehr beliebte Technik, da sie eine hohe Reinheit und saubere Schweißnähte bietet. Am häufigsten wird sie bei Anwendungen mit Edelstahl, Magnesium, Aluminium, Kupfer und Nickel verwendet.
Dieser Prozess wird im Allgemeinen in der Nichteisen-Metallindustrie eingesetzt, beispielsweise bei der Herstellung von Rohren, Fahrzeugen, Fahrrädern usw.
Elektroschlackenschweißen (ESW)
Das ESW ist eine sehr effiziente Einpass-Schweißtechnik, die in der Regel für dicke und nichteisenhaltige Metalle verwendet wird. Der Lichtbogen wird durch Draht erzeugt und mit Flussmittel in das Schmelzbad eingeführt. Dieser Prozess wird angewendet, bis die Schlacke die Elektrode erreicht und den Lichtbogen löscht. Das ESW erfordert ein sehr hohes Maß an Geschicklichkeit. Es wird in der Regel in maritimen Anwendungen und der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt.
Wasserstoff-Lichtbogenschweißen (WLS)
WLS ist ein älterer Lichtbogen-Schweißprozess. Die WLS-Fackel ist sehr heiß, sogar ausreichend, um Wolfram zu schweißen, das eine hohe Hitzebeständigkeit aufweist. Dieses Wolfram-Schweißen erzeugt eine starke und zusammenhängende Schweißnaht. Das grundlegende Arbeitsprinzip beruht auf der Spaltung und Rekombination von Wasserstoffmolekülen in einer Explosion von Hitze, die bis zu 3000 Grad Celsius erreichen kann.
Kohlelichtbogenschweißen (KLS)
Das KLS ist der erste erfundene Lichtbogen-Schweißprozess, der jedoch heute nicht mehr verwendet wird. Es wurde durch das Zwillings-Kohlelichtbogenschweißen ersetzt, das weniger gefährlich und effizienter ist. Das KLS verwendet eine nichtverbrauchbare Kohle-Elektrode. Das Arbeitsprinzip ist einfach: Die Metalle werden durch Erhitzen mit der Elektrode auf bis zu 3000 Grad Celsius miteinander verschweißt.
Elektrogasschweißen (EGS)
Das Metall wird mithilfe einer verbrauchbaren Elektrode geschweißt. Diese Methode verwendet keinen Druck. Beim EGS bleibt der Lichtbogen während des gesamten Prozesses eingeschaltet und wird nicht gelöscht. Das EGS wird hauptsächlich im Schiffbau und in der Speichertankindustrie verwendet.
Es gibt andere Schweißverfahren, die sich von Lichtbogenschweißen unterscheiden. Diese werden im Folgenden erläutert.
2-) Gasschweißen
Beim Gasschweißen werden Brenngase und reiner Sauerstoff kombiniert, um die Flammentemperatur der Schweißbrenner auf bis zu 3500 Grad Celsius zu erhöhen. Dies wird auch als Sauerstoff-Fuel-Schweißen bezeichnet. Diese Technik zählt zu den ältesten Verfahren und wird auch heute noch verwendet. Sie wird in der Regel im Rohrschweißen, Rohrschweißen und in der Reparaturindustrie eingesetzt.
3-) Widerstandsschweißen
Beim Widerstandsschweißen wird Druck auf benachbarte Oberflächen ausgeübt, gefolgt von der Anwendung eines elektrischen Stroms in der Nähe dieser Oberfläche. Dieser elektrische Strom erzeugt intensive Hitze. Diese Technik hat viele Variationen, wie etwa das Punktschweißen, Nahtschweißen, Stoßschweißen, Blitzschweißen, Stumpfschweißen und Stauchschweißen.
4-) Energiebalkenschweißen (EBW)
Beim Energiebalkenschweißen wird ein Strahl hochgeschwindiger Elektronen auf die Schweißmaterialien in einem Vakuum abgefeuert. Die von den Elektronen freigesetzte Energie verwandelt sich in Hitze und schmilzt das Schweißmaterial. Die hauptsächlich verwendeten EBW-Techniken sind das Laserstrahlschweißen und das Elektronenstrahlschweißen.
5-) Festkörperschweißen
Das Festkörperschweißen verwendet keinen Füllwerkstoff und erfolgt bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunkts der Materialien. Dieser Prozess wird mithilfe von Zeit, Temperatur und Druck einzeln oder mit Hilfe von allen gleichzeitig durchgeführt. Dabei wird das Metall nicht geschmolzen. Das Interessante an diesem Verfahren ist, dass es eine der ältesten Techniken der Welt ist und dennoch die meisten modernen Schweißtechniken auf dem Festkörperschweißen basieren.
