Die 4 wichtigsten manuellen Schweißverfahren

Die 4 wichtigsten manuellen Schweißverfahren im kompakten Überblick

Mittlerweile gibt es eine Vielzahl verschiedenster Schweißverfahren. Dies ist auch nicht weiter verwunderlich, denn schließlich gibt es kaum einen Bereich, in dem nicht auch Schweißarbeiten durchgeführt werden.

Um den jeweiligen Anforderungen gerecht werden zu können, wurden die Schweißverfahren konstant weiterentwickelt. Dabei gibt es sowohl im manuellen als auch im automatisierten Bereich einige Schweißverfahren, die sehr häufig zur Anwendung kommen, und andere Schweißmethoden, die eher auf Sonderaufgaben beschränkt sind.

Hier die vier wichtigsten manuellen Schweißverfahren
im kompakten Überblick:

1. Das Gasschweißen

Beim Gasschweißen bildet eine Flamme aus Acetylen und Sauerstoff, die im Verhältnis 1:1 durch den Schweißbrenner strömen, die Wärmequelle. Nach der Entzündung entsteht durch chemische Reaktionen der Gase untereinander eine Flamme mit einer reduzierend wirkenden Flammenzone dicht hinter dem Flammenkegel.

Durch zusätzliche 1,5 Teile Luftsauerstoff verbrennen die Acetylenbestandteile in der Beiflamme vollständig. Die Schweißflamme wiederum wird an der Schweißfuge entlang geführt, wodurch die Flächen, die verbunden werden sollen, aufschmelzen. Gleichzeitig wird von Hand ein Schweißstab als Schweißzusatz in die Schmelzzone eingebracht. Dieser Schweißstab schmilzt ab und füllt dadurch die Schweißfuge.

Die reduzierende Flammenzone legt sich bis zu seinem Erstarren als Hülle um das Schweißbad und schützt es so vor Luftzutritt. Der Acetylen- und Sauerstoffverbrauch liegt je nach Flammengröße bei rund 100 Litern pro Stunde je Millimeter Dicke des Werkstücks, die Abschmelzleistung beträgt 0,5kg pro Stunde.

Das Gasschweißen ist ein Schweißverfahren, das in allen Schweißpositionen universell eingesetzt werden kann und sich für bis zu 6mm dicke Bleche und Rohre aus legierten und unlegierten Stählen eignet.

Da das Aufschmelzen des Werkstoffs und das Abschmelzen des Schweißstabs als Schweißzusatz getrennt voneinander gesteuert werden können, können durch das Gasschweißen auch dann fehlerfreie Schweißnähte hergestellt werden, wenn die Nahtvorbereitung eher ungenau war.

Das Gasschweißen kommt vor allem im Rohrleitungsbau, im Karosseriebau, im Installationsbereich und bei Reparaturschweißarbeiten zum Einsatz.

2. Das Lichtbogenhandschweißen

Beim Lichtbogenhandschweißen dient ein Lichtbogen als Wärmequelle. Dieser Lichtbogen brennt zwischen dem Werkstück und einer umhüllten Stabelektrode, die gleichzeitig als Schweißzusatz fungiert.

Durch den Lichtbogen schmilzt zum einen der Grundwerkstoff auf und zum anderen schmelzen der Kernstab und die Umhüllung der Stabelektrode in Tropfen ab. Während der Kernstab der Elektrode häufig aus unlegiertem Stahl besteht, setzt sich die Umhüllung aus mineralischen Stoffen oder Zellulose zusammen.

Dabei hat die Umhüllung mehrere Aufgaben. So soll sie die Leitfähigkeit der Lichtbogenstrecke verbessern, das Schweißbad vor dem Zutritt von Luft schützen, indem sie Gase und Schlacke bildet, und das Schweißbad mit den notwendigen Legierungselementen anreichern.

Die Zusammensetzung der Umhüllung wirkt sich außerdem auf die Größe der Tropfen, die Viskosität des Schweißbads, die Entfernbarkeit der Schlacke, die Schweißposition und die Schweißstromart aus.

Das Lichtbogenhandschweißen eignet sich für unlegierte und legierte Stähle, Bleche und Rohre. Werkstücke, die dicker sind als 3mm, können in allen Positionen und auch unter Baustellenbedingungen miteinander verbunden werden. Die verwendeten Stabelektroden sind zwischen 250 und 450mm lang und haben einen Durchmesser von 2, 2,5, 3,2, 4 oder 5mm. Die Abschmelzleistung liegt bei 3,5kg pro Stunde.

Anwendung findet das Lichtbogenhandschweißen unter anderem im Metall-, im Maschinen-, im Rohrleitungs- und im Behälterbau sowie in Schlossereien.

3. Das Metall-Schutzgasschweißen

Beim Metall-Schutzgasschweißen setzt sich die Schweißanlage aus der Schweißstromquelle, der Schutzgasversorgung, der Drahtfördereinrichtung, der Steuereinheit und einem Schlauchpaket mit Schweißbrenner zusammen.

Durch das Schlauchpaket werden dem Schweißbrenner das Schutzgas, der Schweißstrom und eine Drahtelektrode als Schweißzusatz zugeführt. Über einen Gleitkontakt gelangt der Schweißstrom im Stromkontaktrohr des Schweißbrenners in die Drahtelektrode. Durch den sichtbar brennenden Lichtbogen, der zwischen der Elektrode und dem Werkstück entsteht, schmilzt die Drahtelektrode in Tropfen ab.

Da der Schweißstrom direkt vor dem Lichtbogen zugeführt wird, ergibt sich eine hohe Strombelastbarkeit der Drahtelektrode. Dadurch wiederum wird es möglich, sowohl dünne als auch dicke Werkstücke miteinander zu verbinden. Werden Nichteisenmetalle gefügt, sind inerte Schutzgase wie Argon oder Helium für den Schutz des Schweißbads vor Lufteinwirkung zuständig.

In diesem Fall wird vom Metall-Inertgasschweißen, kurz MIG-Schweißen, gesprochen. Beim Schweißen von unlegierten und legierten Stählen schützen aktive Gase wie Kohlendioxid oder Gasgemische aus Argon, Kohlendioxid und Sauerstoff das Schweißbad vor Luftzutritt. Dieses Schweißverfahren wird Metall-Aktivgasschweißen, kurz MAG-Schweißen, genannt.

Die verwendeten Drahtelektroden haben üblicherweise einen Durchmesser von 0,8, 1, 1,2 oder 1,6mm, der Draht wird mit einer Geschwindigkeit von 15 Metern pro Minute zugeführt. Geschweißt wird je nach Schweißarbeit mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom, die Abschmelzleistung liegt bei 7kg pro Stunde.

Das Metall-Schutzgasschweißen eignet sich für Werkstücke aus Stählen, Aluminium und Nichteisenmetallen mit Dicken zwischen 0,6 und 100mm. Es kann in allen Schweißpositionen durchgeführt werden. Lediglich unter Baustellenbedingungen kann das Metall-Schutzgasschweißen schwierig werden, denn Seitenwind kann die Schutzgasabdeckung stören.

Das MAG- und MIG-Schweißen wird in vielen verschiedenen Bereichen angewendet, unter anderem im Stahl-, Metall-, Maschinen- und Apparatebau, im Bereich der Kraftfahrzeugherstellung und bei Reparaturschweißarbeiten.

4. Das Wolfram-Inertgasschweißen

Beim Wolfram-Inertgasschweißen, kurz WIG-Schweißen, brennt ein Lichtbogen als Wärmequelle zwischen dem Werkstück und einer Wolframelektrode.

Die Wolframelektrode ist in den Schweißbrenner eingespannt, schmilzt aber nicht ab. Der Schweißzusatz wird von Hand in den Lichtbogen eingebracht, wo er dann tropfenförmig schmilzt. Aus dem Schweißbrenner strömt ein inertes Schutzgas, das üblicherweise aus Edelgasen wie Argon oder Helium besteht.

Die Aufgabe dieses Schutzgases besteht darin, die Wolframelektrode, das Schweißbad und die angrenzenden Werkstoffbereiche vor Lufteinfluss zu schützen. Der Schutzgasverbrauch bewegt sich zwischen 10 und 15 Litern pro Stunde. Da die Wolframelektrode nur in Grenzen thermisch belastbar ist, liegt die Abschmelzleistung bei maximal 0,5kg pro Stunde.

Das WIG-Schweißen eignet sich für Werkstücke mit Dicken zwischen 0,5 und 5mm aus unlegierten und legierten Stählen, Kupfer, Aluminium, Titan, Nickelwerkstoffen und Nichteisenmetallen. Sind die Werkstücke dicker als 5mm, kommt das WIG-Schweißen nur bei den Wurzellagen zum Einsatz. Es kann in allen Positionen angewendet werden, wobei bei Stahl, Kupfer, Titan und Nickel mit Gleichstrom und bei Aluminium mit Wechselstrom geschweißt wird.

Da Wind von der Seite die Schutzgasabdeckung beeinträchtigt, kann unter Baustellenbedingungen allerdings nicht geschweißt werden. Zu den typischen Anwendungsbereichen vom Wolfram-Inertgasschweißen gehören der Apparate- und Kesselbau, der Anlagenbau im Lebensmittelbereich, die Feinwerktechnik sowie die Luft- und Raumfahrttechnik.

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