Keine Qual bei der Wahl – Das richtige Schweißverfahren auswählen

  und damit auch das passende Schweißgerät

Sollen zwei Werkstücke fest und pass genau miteinander verbunden werden, so ist das Schweißen manchmal die beste Wahl.

Es gilt dabei aber, zwischen einer Vielzahl unterschiedlicher Schweißverfahren zu wählen.

Wichtige Entscheidungsgrundlagen hierbei sind der Werkstoff sowie Geometrie der Fügeteile.

 

Weiterhin spielen, auch vom Sicherheitsaspekt aus gesehen, die Zugänglichkeit und mögliche Schweißposition

eine entscheidende Rolle bei der Entscheidungsfindung. Was bei der Wahl der Schweißverfahren weiterhin zu beachten ist,

welche Arten des schweißens überhaupt für den Heimbereich in Frage kommen und welche Merkmale und Vorteile sie haben,

erfahren Sie kurz zusammengefasst in der folgenden Übersicht.

 

Um erst einmal einen Eindruck von Schweißtechnik- und Verfahren zu bekommen,

lohnt es sich die dabei beteiligten Werkstoffe und Energieformen einmal genauer anzusehen.

Grundsätzlich lassen sich die Schweißverfahren nach Art der Werkstücke, die geschweißt werden sollen,

nach den dabei auftretenden Energieformen, den beteiligten physikalischen Prozessen und der dabei verwendeten Technik gliedern.
Zuerst einmal ist die Art der auf die Werkstücke während des Schweißvorgangs einwirkende Energie in Schweißverfahren bestimmend.

Bei den thermischen Verfahren wird mit hohen Temperaturen gearbeitet, die meist bis zum Schmelzpunkt der Werkstücke reichen.

 

In den mechanischen Schweißverfahren kommt stattdessen Energie in Form von Druck auf die Werkstoffe

um diese zu Verbinden zum Tragen. Die mechanischen Schweißverfahren

spielen aber im Heimwerkerbereich eigentlich kaum eine Rolle.
Entscheidend ist auch die Art des Werkstoffes. Während beim Schweißen meist an metallische Werkstücke gedacht wird

, können auch andere Materialien wie Thermoplaste, Glas oder Kombinationen davon geschweißt werden.

Im Folgenden wird sich aber auf das Schweißen von Metallen beschränkt.

Eng mit der im Schweißvorgang eingesetzten Energie verbunden ist der physikalische Ablauf des Schweissens.

Im Auftragsschweißen werden die Werkstücke übereinander gelegt und durch Pressen in einen Verbund gefügt.

Im Verbindungsschweißen,

dass meist bei länglichen Kontaktstellen angewendet wird, entsteht die Verbindung im physikalischen Vorgang des Schmelzens

der Kontaktstellen und dem eventuell eingesetzten Zusatzmaterials.

 

Schweißbarkeit feststellen:
Damit eine Wahl der Schweißverfahren überhaupt sinnvoll ist, muss zuerst die Schweißbarkeit des Werkstoffes festgestellt werden.

Das heißt, der Werkstoff der Teile muss überhaupt schweiß geeignet sein.

Weiterhin müssen die Schweisssicherheit garantiert und die Schweißmöglichkeit

durch die geometrische Form der Verbundteile und die Zugänglichkeit für das Schweißgerät,

dass im jeweiligen Verfahren zum Einsatz kommen soll, gegeben sein. Zur Schweißeignung sei noch angemerkt,

dass diese nicht nur die Möglichkeit der Werkstücke beschreibt überhaupt geschweißt werden zu können,

sondern auch, ob sich durch die Schweißung die metallurgischen Eigenschaften des Werkstückes

an der Schweißnaht ändern und dies Qualitätseinbußen bei der Verbindung der Werkstoffe erzeugt.

 

Insbesondere ist dabei zu beachten, dass beim Schweißen immer eine mehr oder weniger unregelmäßige Schweißnaht entsteht.

Diese Unregelmäßigkeiten sollten für die Nutzung des durch Schweißung entstandenen Bauteils tolerierbar sein.

Führen die erwähnten Unregelmäßigkeiten zur eingeschränkten Nutzung, ist ein Schweißfehler entstanden.

Verfahrenssache
Schweißbarkeit, Schweiß Möglichkeit und Schweißeignung bestimmen also,

ob überhaupt geschweißt werden kann. Nachdem diese allgemeinen Aspekte der Verfahrenswahl erklärt wurden,

sollen nun die für den Heimbereich relevanten Schweißverfahren selbst kurz vorgestellt werden.

 

Lichtbogenschweißen
Die vielleicht am häufigsten zum Einsatz kommende Technik ist das Lichtbogenschweißen

in all seinen Varianten. Gemeinsam bei all den unterschiedlichen Lichtbogenschweißverfahren

ist der namens gebende Einsatz eines elektrischen Lichtbogens, der die Werkstücke

an ihrem Kontaktbereich (Schweißstoß genannt) auf die Schweißtemperatur erhitzt.

Zusätzlich wird noch eine Schmelzelektrode durch den Lichtbogen nach und nach geschmolzen.

geeignetes Schweißgerät

 

Dieses Material wird dann tröpfchenweise auf die flüssige Nahtstelle zur Stärkung des Verbundes aufgetragen.

Ein Lichtbogen, der die Grundlage dieses Verfahrens bildet, ist eine elektrische Entladung zwischen zwei Elektroden,

bei dem große Hitzeenergie entsteht. Deshalb eignet sich der Lichtbogen auch hervorragend als technisches Werkzeug

für die unterschiedlichen elektrischen Schweißverfahren, da er zusätzlich noch je nach bedarf in Stärke und Streuung moduliert werden kann.

Das Lichtbogenschweißen wird bei metallischen Werkstoffen eingesetzt und bildet die Grundlage für eine Reihe spezieller Schweißverfahren,

von denen einige hier vorgestellt werden.

Die Verfahren unterscheiden sich zumeist hauptsächlich im Umgang mit dem „Oxidationsproblem“ an der Nahtstelle,

dass beim elektrischen Schweißen auftritt:

Durch die starke thermische Einwirkung auf die Schweißstelle können sich dort die metallurgischen Eigenschaften

durch eine Reaktion mit dem Luftsauerstoff verändern.

Die Nahtstelle kann brüchig werden (Ein Effekt, der von rostigem Eisen bestens bekannt ist).

Um dies zu verhindern, müssen Schutzbereiche um die Schweiß- und später die auskühlende Nahtstelle aufgebaut werden.

Dafür bieten die elektrischen Schweißverfahren unterschiedliche Lösungen an.

Lichtbogenhandschweißen
Der Name sagt es schon: Das Lichtbogenhandschweißen ist das von Hand ausgeführte Lichtbogenschweißen.

Der Vorteil dieses Schweißverfahrens ist es, dass keine weiteren Zusatzstoffe außer der Schweißanode benötigt werden.

Als Lichtbogenschweißverfahren schmilzt hier der Lichtbogen einer metallischen Elektrode allmählich ab,

die dann tröpfelnd auf die Kontaktstelle aufgetragen wird. Deshalb wird dieses Verfahren auch als Elektrodenschweißen bezeichnet.

Dieser Abschmelzprozeß lässt sowohl Gase als auch Metallschlacke, Schweißschlacke genannt, entstehen.

 

Geeignet ist das Lichtbogenhandschweissen besonders für unlegierte Stähle,

die abschmelzende Elektrode entwickelt luftverdrängende Gase und Schweißschlacken,

welche die Schweißnaht schützend überziehen und vor Oxidation schützen.

Aufgrund seines relativ geringen maschinellen Aufwand ist dieses Schweißverfahren günstig,

äußerst vielseitig und kann zudem noch an schwer zugänglichen Werkstücken und unter schlechten Witterungsbedingungen (sogar unter Wasser!)

eingesetzt werden.

Allerdings ist dabei sein thermischer Wirkungsgrad und damit seine Abschmelzleistung nicht besonders hoch.

Im Heimbereich ist das Elektrodenschweißen dieser Form mit Abstand das gebräuchlichste Verfahren.

Unterpulverschweißen
Auch das Unterpulverschweißen ist ein Lichtbogenschweißverfahren.

Hier kommt als Schweißzusatz neben Draht oder Bandelektroden noch ein mineralisches,

grobkörniges Pulver hinzu. Aufgabe dieses Pulvers ist es, die Schweißstelle vor Oxidation zu schützen,

indem es durch die vom Lichtbogen erzeugte Wärme schmilzt und aufgrund seiner geringen Dichte

eine flüssige Schlackeschicht über dem Schmelzbad der Nahtstelle bildet.

Unterpulverschweißen arbeitet dabei beinahe Emissionsfrei, da der Lichtbogen unsichtbar unter der Pulverschicht brennt

und so die Rauchentwicklung durch das einströmende Pulver abgeschirmt wird.

Deshalb ist hier auch, im Gegensatz zu allen anderen Schweißverfahren kein Sichtschutz notwendig.

Aufgrund der extrem hohen Temperaturen die bei diesem Schweißverfahren entstehen,

eignet es sich nicht für dünne Werkstücke,

hat aber den Vorteil bei geeigneten Fügeteilen Schweißnähte von sehr hoher Qualität zu erzeugen.

Da diese Technik allerdings nicht manuell eingesetzt werden kann, hat sie im Heimbereich so gut wie keine Bedeutung.

Elektroschlackeschweißen
Das Elektroschlackeschweißen ist ein am Unterpulverschweißen technisch angelehntes Verfahren.

Doch hier wird die benötigte Hitze nicht primär vom Lichtbogen erzeugt,

sondern über den elektrischen Widerstand des Grundwerkstoffes.

Durch einen Initiallichtbogen wird mineralischer Schweißzusatz aufgeschmolzen wodurch sich seine elektrische Leitfähigkeit erhöht.

Durch den Unterschied der Leitfähigkeit des auf die Fügestelle aufgetragenen,

verflüssigten Pulvers und des Grundwerkstoffes entsteht Hitze, die Kontaktstelle und eingesetzten Schweißdraht schmelzen lässt.

Metallschutzgasschweißen
Beim Metallschutzgasschweißen (MSG, manchmal auch als Metallschweißen mit inerten Gasen, MIG bezeichnet.

Inertes Gas bedeutet, dass das Gas nicht mit Sauerstoff reagiert.)

wird mithilfe spezieller Gase eine schützende Mikroatmosphäre um die Schweißstelle erzeugt.

Zum Einsatz kommen dabei reaktionsträge Gase wie Kohlenstoffdioxid oder verschiedene Edelgasgemische.

Auch das Schutzgasschweißen ist ein Lichtbogenschweißverfahren.

Hier wird als Schweißzusatzstoff ein kontinuierlich abschmelzender und nachgeführter Metalldraht verwendet.

Das Gas wird dabei unmittelbar an der Schweißstelle über dem flüssigen Metall der Naht zugeführt

und schützt so die Schweißnaht vor Oxidation. Deshalb ist dieses Verfahren für Edelstahlschweißen zu empfehlen,

da hier die Vorteile der abschmelzenden Elektrode wie im Lichtbogenhandschweißen nicht vorkommen.

Gasschmelzschweißen
Das letzte hier vorgestellte Schweißverfahren ist im Gegensatz zu den vorhergehenden kein elektrisches Schweißverfahren.

Beim Gasschmelzschweißen wird das Metall durch Verbrennungsgase auf die Liquiditätstemperatur erhitzt.

Oft kommt ein manuell mitgeführter Schweißdraht als Zusatzstoff zum Einsatz.

Die Gasflamme schirmt die Schweißstelle gegenüber dem Sauerstoff der umgebenen Atmosphäre ab und schützt so vor Oxidation.

Dieses Schweißverfahren ist in seiner Durchführung relativ langsam

und die durch die Gasflamme hervorgerufene große Umgebungshitze erzeugt eine starke thermische Verformung der Werkstücke.

Das Verfahren eignet sich deshalb für das Verschweißen dünner Bleche (wo Verformungen schnell ausgeglichen werden können)

sowie für Reparaturen an bereits bestehenden metallischen Installationen.

 

Schweißgerät

natsan / Pixabay

Lichtbogenhandschweißen oder auch Elektrodenschweißen

ist eines der ältesten elektrischen Schweißverfahren um metallische Werkstoffe zu verbinden.

Zwischen der Elektrode (die beim Schweißvorgang ab schmilzt) und dem Werkstück ensteht ein elektrischer Lichtbogen.

Der Lichtbogen erzeugt eine so hohe Temperatur das das Werkstück an der Schweißstelle auf schmilzt,

und die Teile sich zusammenfügen lassen.

Beim abschmelzen der Elektrode wird Gas und Schlacke freigesetzt, die die Schmelze schützen.

Ein Wichtiger Punkt ist die Richtige Auswahl der Schweißelektroden für die Materialien die Sie verbinden wollen.

zum Beispiel

 Stahlwerkstoffe,

Stahlguss,

Nickel- und Nickellegierungen

 Kupfer- und Aluminiumwerkstoffe

desweiteren das einstellen der Richtigen Stromstärke am

Schweißgeräte

(ein Hinweis finden Sie meist auf der Verpackung der Elektroden)

Als Faustformel kann man folgendes Annehmen Durchmesser der Elektrode am nicht ummantelten Ende mal ca 40 A

Elektrodenschweißen

 kann unter ungünstigen Witterungsverhältnissen noch sauber ausgeführt werden.

Schweißgeräte

 HerstellerEinhell Elektroden Schweissgerät BT-EW 150 (80 A, 230 V, inkl. Masseklemme, Elektrodenhalter, Tragegriff, Thermowächter mit Kontrollleuchte
Ferm Elektro-Schweißgerät, 40 - 100 A, WEM1042
GYS Elektroden-Schweißgerät 160 A, mit LCD-Schweißhelm, grün, Inverter 4000 und LCD Master 11
 
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Bild


AusgangsleistungKompaktes und handliches Elektro Schweißgerät mit stufenlos regelbarem Schweißstrom (40-80 A, IK max: 120 A) für gelegentliche Schweißarbeitenmaximalen Schweißstrom von 100 AmpereSchweißbereich 10 - 160 A
Gewicht11 kilograms13 Kg 4,2 kg
Abmessungen29 x 17 x 24 cm29 x 19,5 x 17 cm27x17x11 cm
ElektrodendurchmesserElektroden: Ø 1,6 - 2,5 mm1,6 und 2,5mmElektroden: Ø1,6 - 4 mm
AnschlußNetzanschluss: 230 V ~ 50 Hz230V SchweißgerätNetzspannung 230 V ~ 50 Hz
LeerlaufspannungLeerlaufspannung: 48 VLeerlaufspannung 72 V
Bewertung3.2 von 5 Sternen 4.5 von 5 Sternen 4.4 von 5 Sternen
Preis circa42,84 €72,97 €238,97 €

Hilfsmittel für das Schweißen

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