Bei kaum einer Fügetechnik spielen Erfahrung und Know-How eine so wichtige Rolle wie beim Schweißen. Beim stoffschlüssigen Fügen zweier Bauteile mittels Aufschmelzen oder Beschichten der Oberflächen spielen sowohl Temperatur, verwendeter Brennstoff wie auch Fertigungsverfahren eine große Rolle.
Bild: crestock.com/ glenj Vorteile der Fügetechnik
Die Vorteile des Schweißens sind neben werkstoffsparender und wirtschaftlicher Bearbeitung auch die relativ freie Gestaltung und einfache Ausführung der Konstruktionsteile. Auch die massive Einsparung an Gewicht im Fahrzeug- und Schiffsbau, die aufgrund geringerer Überlappungsflächen auftritt, spielt bei der konstruktiven Auslegung eine große Rolle. Gegenüber Schraubverbindungen liegt bei dem Stoffschluss der Schweißung keine Schwächung des Bauteiles durch Bohrungen vor. Auch eine harmonische Verteilung der Spannung ist bei großflächigen Schweißnähten besser realisierbar als bei Niet-, Schraub- oder Klebeverbindungen. Besonders wichtig für die Schweißarbeit ist die Kontrolle von Stumpfnähten, die eine gleichmäßige Massenverteilung garantieren.
Risiken und Gefahren der Schweißtechnik
Nachteile in den Werkstoffeigenschaften sind beim Schweißen ebenfalls zu beachten, da viele Faktoren werkstoffspezifisch berücksichtigt werden müssen. So bilden sich im Bereich der Schweißnaht mit steigenden Schweißtemperaturen Gefügeänderungen im Metall der Schweißzone aus. Auch thermischer Verzug und Schrumpfungen am Bauteil müssen vorab bei der Arbeitsplanung berücksichtigt werden.
Bei schwierigen Bauraumverhältnissen ist es praktisch nicht möglich, eine Kontrolle von Kehlnähten sachgerecht durchzuführen. Darüber hinaus sind nicht alle Metalllegierungen zum Schweißen geeignet. So können Magnesiumlegierungen, ebenso wie bestimmte Aluminium- und Titanlegierungen, nicht verschweißt werden.
Deshalb stehen im Maschinenbau Schweiß- und Gusskonstruktionen im Wettbewerb untereinander. Entscheidend sind hier der wirtschaftliche Faktor und die Umsetzbarkeit der Konstruktion mit den jeweiligen Fertigungstechniken. Typischerweise werden deshalb verwinkelte Teile größerer Wandstärke meist in Gusskonstruktion bevorzugt. Für die Herstellung gerader und flächiger Werkstücke hingegen werden Schweißkonstruktionen genutzt.
Grundsätzlich unterscheidet man folgende Schweißverfahren:
1. nach der Art der Grundwerkstoffe: Metall oder Kunststoffschweißen
2. nach der Art der Energiezufuhr: Schweißen mit Elektroden oder Gasschweißen
3. nach dem Schweißablauf: Schmelz oder Pressschweißen
4. nach der Art der Fertigung: Mit Schweißgerät von Hand oder automatisch.
Die wohl wichtigsten Schweißverfahren sind: Metall-Inertgas Schweißen (MIG)
Der Lichtbogen brennt zwischen einer abschmelzenden Elektrode und dem
Werkstück. Das Schmelzbad wird durch inerte, also reaktionsträge Schutzgase, insbesondere
Helium und Argon, vor der Atmosphäre geschützt. Einsatzgebiete sind der Apparate-, Schiffs- und Flugzeugbau. Vorzüge dieses Verfahrens sind die sehr variable Abschmelzleistung und ein geringer Verzug. Es wird vorzugsweise für hochlegierte, austenitische Stähle, Aluminium- und Kupferlegierungen verwendet.
Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG)
Es ist dem MIG-Schweißen ähnlich, nur dass als Schutzgase chemisch aktive Gase
wie CO
2 zum Einsatz kommen. Es wird in allen Industrie- und Handwerkszweigen verwendet.
Vor allem un- oder niedrig legierte Stähle werden mit dem MAG-Verfahren
geschweißt.
Wolfram-Inertgas Schweißen (WIG)
Der Lichtbogen brennt zwischen einer Wolfram-Elektrode und dem Werkstück. Der
Schweißzusatz wird getrennt zugeführt. Als Schutzgase werden Edelgase wie
Argon verwendet. Anwendung findet das WIG-Verfahren im Behälter- und im Kernreaktorbau sowie bei Hausgeräten. Es ist für nahezu alle metallischen Werkstoffe geeignet und es können hohe Schweißgeschwindigkeiten erreicht werden. Eine professionelle Auswahl an WIG Schweißgeräten findet man beispielsweise unter
schweisshelden.de.