Das Schmelzschweißen ist ein Verfahren, bei dem zwei oder mehr Materialien durch Wärme verbunden oder verschmolzen werden, indem sie auf Schmelzpunkt erwärmt werden. In den meisten Verfahrensvarianten wird ein Zusatzwerkstoff verwendet, in anderen aber nicht. Für Schmelzschweißprozesse ist keine externe Druckbeaufschlagung erforderlich, mit Ausnahme des Widerstandsschweißens, bei dem beim Schweißen ein erheblicher Anpressdruck für eine einwandfreie Verbindung erforderlich ist.
Dieser Artikel ist Teil einer Reihe häufig gestellten Fragen (FAQs).
Schmelzschweißverfahren
Schmelzschweißverfahren können nach der Wärmequelle gruppiert werden, z.B. Lichtbogen, Gas, elektrischer Widerstand und Strahlenergie.
Zu diesen Verfahren und den wichtigsten Verfahrensvarianten gehören:
Lichtbogenschweissverfahren:
Lichtbogenhandschweißen, auch Elektrodenschweißen oder E-Handschweißen. Geeignet zum Schweißen von Eisen- und Nichteisenwerkstoffen in allen Positionen.
Metall-Inertgasschweißen (MIG) und Metall-Aktivgasschweißen (MAG), auch bekannt als Metallschutzgasschweißen (MSG) oder MIG/MAG-Schweißen sind die gebräuchlichsten Lichtbogenschweißverfahren, bei denen sich zwischen einer abschmelzenden Drahtelektrode und dem Werkstück ein Lichtbogen bildet, der die Werkstücke zum Schmelzen und Fügen bringt. Beide verwenden ein Schutzgas, um die Schweißnaht vor Oxidation bzw. anderen Verunreinigungen aus der Luft zu schützen.
Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) verwendet eine verschleißfeste Wolframelektrode, um den Lichtbogen zwischen der Elektrode und der Grundplatte zu erzeugen. Ein inertes Schutzgas wird verwendet, um vor Oxidation oder anderen atmosphärischen Verunreinigungen zu schützen. Dieser Prozess kann bei dünnen Teilen autogen, d.h. ohne Zusatzwerkstoff, eingesetzt werden. Bei dicken Teilen ist aber ein Zusatzwerkstoff meist in Form eines Stabs oder Drahts erforderlich.
Beim Plasmaschweißen wird ein Lichtbogen zwischen einer Elektrode und der Brennerdüse erzeugt. Der Lichtbogen ionisiert das Gas (meist Argon) oberhalb der Düse und erzeugt ein sogenanntes Plasma. Anschließend wird es durch eine fein gebohrte Kupferdüse gepresst, so dass es den Lichtbogen umgibt und die Werkstücke erwärmt. Der Plasmalichtbogen wird durch Schutzgas umgeben, das aus einer weiter außen konzentrisch angeordneten Düse ausströmt und üblicherweise aus einer Mischung aus Argon und Wasserstoff besteht.
Das Unterpulverschweißen ist ein häufig eingesetztes Lichtbogenschweißverfahren, bei der eine Zusatzwerkstoffelektrode unter einer Schicht von pulverförmigem Flussmittel kontinuierlich zugeführt wird. Das Flussmittel wird beim Schmelzen leitfähig und bildet einen Strompfad zwischen Werkstück und Elektrode. Das Flussmittel verhindert auch Spritzer und Funken und unterdrückt gleichzeitig ultraviolette Strahlung und Dämpfe.
Das Fülldrahtschweißen wurde als Alternative zum Unterpulverschweißen entwickelt. Es verwendet eine mit Flussmittel gefüllte, rohrförmige Elektrode aus dem Zusatzwerkstoff, die kontinuierlich zugeführt wird und meist mit einer konstanten Spannung oder einem konstanten Strom beaufschlagt wird. Das Verfahren kann mit oder ohne Schutzgas eingesetzt werden, da das Flussmittel einen Schutz vor der Atmosphäre bietet.
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Gasschmelzschweißen
Beim Gasschmelzschweißen, auch bekannt als Gasschweißen oder Autogenschweißen, wird ein handgehaltener Brenner und eine Mischung aus Sauerstoff und Acetylen verwendet, die unter Bildung einer Flamme verbrennt.
Widerstandsschweißen
Das Widerstandspunktschweißen erzeugt Wärme zwischen zwei Elektroden in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften und der Dicke der Werkstücke. Der Schweißstrom wird auf eine kleine Stelle konzentriert, während die Werkstücke durch die Elektroden zusammengepresst werden.
Das Widerstandsnahtschweißen ist eine Variante des Punktschweißens, die eine durchgehende Verbindung durch eine Reihe von sich überlappenden Nuggets erzeugt, indem sie herkömmliche Punktschweißelektroden durch sich drehende Rollen ersetzt, durch die die Werkstücke zusammengepresst werden.
Strahlschweißen
Das Elektronenstrahlschweißen wird meist unter Vakuumbedingungen durchgeführt, wobei ein Strahl aus auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigten Elektronen die Werkstücke schmilzt, weil die Elektronen beim Eindringen in das Werkstück Wärme erzeugen. Die Schweißnähte sind oft tief und schmal.
Das Laserstrahlschweißen verwendet einen Laserstrahl, um eine konzentrierte Wärmequelle mit hoher Genauigkeit bereitzustellen, mit der Metalle und Polymere verbunden werden können. Es wird häufig für Großserienanwendungen eingesetzt.