Schweißen bezieht sich auf das Verbinden oder Verschmelzen von Teilen unter Verwendung von Hitze und/oder Kompression, so dass die Teile ein Kontinuum bilden.Die Wärmequelle beim Schweißen ist normalerweise eine Lichtbogenflamme, die durch den Strom der Schweißstromversorgung erzeugt wird.Lichtbogenschweißen wird als Lichtbogenschweißen bezeichnet.
Das Verschmelzen der Teile kann allein aufgrund der durch den Lichtbogen erzeugten Wärme erfolgen, so dass die Schweißteile zusammenschmelzen.Dieses Verfahren kann beispielsweise beim WIG-Schweißen eingesetzt werden.
Üblicherweise wird jedoch ein Schweißzusatz in die Schweißnaht eingeschmolzen bzw. geschweißt, entweder mit einem Drahtvorschub durch die Schweißzange (MIG/MAG-Schweißen) oder mit einer handgeführten Schweißelektrode.In diesem Szenario muss das Zusatzmetall ungefähr den gleichen Schmelzpunkt haben wie das geschweißte Material.
Bevor mit dem Schweißen begonnen wird, werden die Kanten der Schweißstücke in eine geeignete Schweißnut, beispielsweise eine V-Nut, geformt.Während das Schweißen fortschreitet, verschmilzt der Lichtbogen die Kanten der Nut und des Füllstoffs, wodurch ein geschmolzenes Schweißbad entsteht
Für eine dauerhafte Schweißnaht muss das Schmelzbad vor Sauerstoffeintrag und Einwirkung der Umgebungsluft geschützt werden, beispielsweise durch Schutzgase oder Schlacken.Das Schutzgas wird mit dem Schweißbrenner in das geschmolzene Schweißbad eingeleitet.Die Schweißelektrode ist außerdem mit einem Material beschichtet, das Schutzgas und Schlacke über dem geschmolzenen Schweißbad erzeugt.
Die am häufigsten geschweißten Materialien sind Metalle wie Aluminium, Weichstahl und Edelstahl.Auch Kunststoffe können geschweißt werden.Beim Kunststoffschweißen ist die Wärmequelle Heißluft oder ein elektrischer Widerstand.
SCHWEISSLICHTBOGEN
Der beim Schweißen benötigte Lichtbogen ist ein Stromstoß zwischen der Schweißelektrode und dem Schweißstück.Der Lichtbogen wird erzeugt, wenn zwischen den Stücken ein ausreichend großer Spannungsimpuls erzeugt wird.Beim WIG-Schweißen kann dies durch Triggerzündung oder durch Schlagen der Schweißelektrode auf das Schweißgut (Schlagzündung) erfolgen.
Dadurch entlädt sich die Spannung wie ein Blitz und lässt den Strom durch den Luftspalt fließen, wodurch ein Lichtbogen mit einer Temperatur von mehreren tausend Grad Celsius entsteht, maximal bis zu 10.000 ⁰C (18.000 Grad Fahrenheit).Durch die Schweißelektrode wird ein Dauerstrom von der Schweißstromversorgung zum Werkstück aufgebaut, daher muss das Werkstück vor dem Schweißen mit einem Erdungskabel in der Schweißmaschine geerdet werden.
Beim MIG/MAG-Schweißen entsteht der Lichtbogen, wenn der Zusatzwerkstoff die Oberfläche des Werkstücks berührt und ein Kurzschluss entsteht.Dann schmilzt ein effizienter Kurzschlussstrom das Ende des Schweißdrahts und ein Schweißlichtbogen wird aufgebaut.Für eine glatte und dauerhafte Schweißnaht sollte der Schweißlichtbogen stabil sein.Daher ist es beim MIG/MAG-Schweißen wichtig, dass eine Schweißspannung und Drahtvorschubgeschwindigkeit verwendet werden, die für die Schweißmaterialien und deren Dicke geeignet sind.
Außerdem wirkt sich die Arbeitstechnik des Schweißers auf die Gleichmäßigkeit des Lichtbogens und damit auf die Qualität der Schweißnaht aus.Wichtig für ein erfolgreiches Schweißen ist der Abstand der Schweißelektrode von der Nut und die gleichmäßige Drehzahl des Schweißbrenners.Die Beurteilung der korrekten Spannung und Drahtvorschubgeschwindigkeit ist ein wichtiger Teil der Kompetenz des Schweißers.
Moderne Schweißgeräte verfügen jedoch über einige Funktionen, die die Arbeit des Schweißers erleichtern, wie z. B. das Speichern zuvor verwendeter Schweißeinstellungen oder die Verwendung voreingestellter Synergiekurven, die das Einstellen der Schweißparameter für die jeweilige Aufgabe erleichtern.
SCHUTZGAS BEIM SCHWEISSEN
Das Schutzgas spielt oft eine wichtige Rolle für die Produktivität und Qualität des Schweißens.Wie der Name schon sagt, schützt das Schutzgas die erstarrende geschmolzene Schweißnaht vor Sauerstoffeintrag sowie Verunreinigungen und Feuchtigkeit in der Luft, die die Korrosionstoleranz der Schweißnaht schwächen, poröse Ergebnisse erzeugen und die Haltbarkeit der Schweißnaht durch Veränderung der Schweißnaht schwächen können geometrische Merkmale des Gelenks.Das Schutzgas kühlt auch die Schweißpistole.Die gebräuchlichsten Schutzgaskomponenten sind Argon, Helium, Kohlendioxid und Sauerstoff.
Das Schutzgas kann inert oder aktiv sein.Ein inertes Gas reagiert überhaupt nicht mit der geschmolzenen Schweißnaht, während ein aktives Gas am Schweißprozess teilnimmt, indem es den Lichtbogen stabilisiert und eine reibungslose Materialübertragung auf die Schweißnaht sicherstellt.Inertgas wird beim MIG-Schweißen (Metall-Lichtbogen-Inertgas-Schweißen) verwendet, während Aktivgas beim MAG-Schweißen (Metall-Lichtbogen-Aktivgas-Schweißen) verwendet wird.
Ein Beispiel für Inertgas ist Argon, das nicht mit der geschmolzenen Schweißnaht reagiert.Es ist das am häufigsten verwendete Schutzgas beim WIG-Schweißen.Kohlendioxid und Sauerstoff reagieren jedoch ebenso wie eine Mischung aus Kohlendioxid und Argon mit der geschmolzenen Schweißnaht.
Helium (He) ist ebenfalls ein inertes Schutzgas.Helium und Helium-Argon-Gemische werden beim WIG- und MIG-Schweißen verwendet.Helium bietet im Vergleich zu Argon eine bessere seitliche Durchdringung und eine höhere Schweißgeschwindigkeit.
Kohlendioxid (CO2) und Sauerstoff (O2) sind aktive Gase, die als sogenannte sauerstoffanreichernde Komponente zur Stabilisierung des Lichtbogens und zur Gewährleistung eines reibungslosen Materialübergangs beim MAG-Schweißen verwendet werden.Der Anteil dieser Gaskomponenten im Schutzgas wird durch die Stahlsorte bestimmt.
NORMEN UND STANDARDS IM SCHWEISSEN
Für Schweißverfahren und den Aufbau und die Merkmale von Schweißmaschinen und Zubehör gelten mehrere internationale Standards und Normen.Sie enthalten Definitionen, Anweisungen und Einschränkungen für Verfahren und Maschinenstrukturen, um die Sicherheit von Prozessen und Maschinen zu erhöhen und die Qualität von Produkten zu gewährleisten.
Die allgemeine Norm für Lichtbogenschweißmaschinen ist beispielsweise IEC 60974-1, während die technischen Lieferbedingungen und Produktformen, Abmessungen, Toleranzen und Kennzeichnungen in der Norm SFS-EN 759 enthalten sind.
SICHERHEIT BEIM SCHWEISSEN
Mit dem Schweißen sind mehrere Risikofaktoren verbunden.Der Lichtbogen gibt extrem helles Licht und ultraviolette Strahlung ab, die die Augen schädigen können.Spritzer und Funken geschmolzenen Metalls können die Haut verbrennen und zu Brandgefahr führen, und die beim Schweißen entstehenden Dämpfe können beim Einatmen gefährlich sein.
Diese Gefahren können jedoch vermieden werden, indem man sich darauf vorbereitet und die entsprechende Schutzausrüstung verwendet.
Schutz vor Brandgefahren kann erreicht werden, indem die Umgebung der Schweißstelle im Voraus überprüft und brennbare Materialien aus der Nähe der Stelle entfernt werden.Außerdem müssen Feuerlöschmittel griffbereit sein.Außenstehende dürfen den Gefahrenbereich nicht betreten.
Augen, Ohren und Haut müssen mit geeigneter Schutzausrüstung geschützt werden.Eine Schweißermaske mit abgeblendetem Schirm schützt Augen, Haare und Ohren.Schweißerhandschuhe aus Leder und eine robuste, nicht brennbare Schweißerausrüstung schützen Arme und Körper vor Funkenflug und Hitze.
Schweißrauch kann durch ausreichende Belüftung am Arbeitsplatz vermieden werden.
SCHWEISSVERFAHREN
Schweißverfahren können nach dem Verfahren zur Erzeugung der Schweißwärme und der Art und Weise, wie der Zusatzwerkstoff in die Schweißnaht eingebracht wird, klassifiziert werden.Die Auswahl des eingesetzten Schweißverfahrens richtet sich nach den zu schweißenden Materialien und der Materialstärke, der geforderten Produktionseffizienz und der gewünschten optischen Qualität der Schweißnaht.
Die am häufigsten verwendeten Schweißverfahren sind das MIG/MAG-Schweißen, das WIG-Schweißen und das Stabschweißen (Lichtbogenhandschweißen).Das älteste, bekannteste und immer noch weit verbreitete Verfahren ist das E-Hand-Lichtbogenschweißen, das häufig an Montagearbeitsplätzen und im Freien eingesetzt wird, wo eine gute Erreichbarkeit gefordert ist.
Das langsamere WIG-Schweißverfahren ermöglicht extrem feine Schweißergebnisse und wird daher bei Schweißnähten eingesetzt, die sichtbar sind oder eine besondere Genauigkeit erfordern.
Das MIG/MAG-Schweißen ist ein vielseitiges Schweißverfahren, bei dem der Zusatzwerkstoff nicht separat in die Schmelze eingebracht werden muss.Stattdessen läuft der Draht durch die vom Schutzgas umgebene Schweißpistole direkt in die geschmolzene Schweißnaht.
Darüber hinaus gibt es weitere für spezielle Anforderungen geeignete Schweißverfahren wie Laser-, Plasma-, Punkt-, Unterpulver-, Ultraschall- und Reibschweißen.
Postzeit: 12. März 2022