10 gängige Schweißverfahren

1. Schildmetallbogenschweißen (SMAW) SMAW verbindet Werkstücke durch einen stabilen Lichtbogen, der zwischen der Elektrode und dem Werkstück brennt und beide schmilzt, um eine feste Verbindung zu bilden. Während des Schweißens zersetzt und schmilzt die Flussmittelbeschichtung kontinuierlich und erzeugt dabei Gas und Schlacke, die die Elektrodenspitze, den Lichtbogen, die Schmelzpfanne und den angrenzenden Bereich vor schädlicher atmosphärischer Kontamination schützen. Der Elektrodenkern schmilzt ebenfalls unter der Hitze des Lichtbogens und gelangt als Zusatzwerkstoff in die Schmelzpfanne, wodurch die Naht aufgebaut wird.

2. Unterpulverschweißen (SAW) SAW (einschließlich Unterpulver-Auftragsschweißen und elektroschlackenbasierter Auftragsschweißung) schweißt mit einem Lichtbogen, der unter einer Schicht körnigen Flussmittels brennt. Seine inhärenten Vorteile – stabile Schweißnahtqualität, hohe Produktivität, keine Lichtbogenblende und minimale Rauchentwicklung – machen es zum Hauptschweißverfahren für Druckbehälter, Rohrherstellung sowie Kastenträger- bzw. -stützenprofile in schweren Stahlkonstruktionen.

3. Wolfram-Inertgas-Schweißen (GTAW / TIG) GTAW verwendet Argon als Schutzgas und wird daher auch als Argon-Lichtbogenschweißen bezeichnet. Argon wird um den Lichtbogen herum zugeführt, um die Schweißzone vor Luft abzuschirmen und Oxidation zu verhindern. Auf der Grundlage des konventionellen Lichtbogenschweißens nutzt GTAW hohe Stromstärken, um das Zusatzmaterial in einem flüssigen Bad auf dem Grundwerkstoff zu schmelzen und so eine metallurgische Verbindung herzustellen, während ein kontinuierlicher Argonstrom verhindert, dass das geschmolzene Metall mit Sauerstoff aus der Luft in Kontakt kommt. Dadurch eignet es sich besonders zum Schweißen von Edelstahl und anderen Eisenwerkstoffen.

4. Sauerstoff-Brenngasschweißen (OFW) Beim OFW dient die Flamme, die durch die Verbrennung eines Brenngases mit einem Oxidationsmittel erzeugt wird, als Wärmequelle zum Schmelzen des Werkstücks und des Zusatzmaterials, wodurch eine atomare Bindung entsteht. Das Oxidationsmittel ist hauptsächlich Sauerstoff; gängige Brenngase sind Acetylen und Flüssiggas (LPG).

5. Laserschweißen

Das Laserschweißen nutzt die Wärme, die entsteht, wenn ein fokussierter Laserstrahl auf das Werkstück trifft, als Energiequelle zum Schweißen. Dank optischer Eigenschaften wie Brechung und Fokussierung eignet es sich ideal für Mikrokomponenten und schwer zugängliche Schweißstellen. Es zeichnet sich außerdem durch geringe Wärmeeinbringung, minimale Schweißverzerrung und Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Feldern aus. Aufgrund der hohen Kosten für Laseranlagen und der niedrigen elektro-optischen Wirkungsgrad ist das Laserschweißen bisher noch nicht weit verbreitet.

6. CO₂-Gaslichtbogenschweißen (GMAW‑CO₂) Das CO₂-Gaslichtbogenschweißen eignet sich für das Schweißen von Kohlenstoffstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und hochfestem Stahl mit niedrigem Legierungsgehalt in Großprojekten mit Stahlkonstruktionen. Es bietet hohe Produktivität, gute Rissbeständigkeit, geringe Schweißverzerrung und breite Anpassungsfähigkeit und kann dünne sowie mitteldicke Bleche schweißen.

7. Reibschweißen Reibschweissen ist ein Feststoff-Schweissverfahren. Als Waermequelle dient die durch Reibung an den Kontaktflaechen der Werkstuecke erzeugte Waerme. Unter konstantem oder zunehmendem Druck und Drehmoment erzeugt die Relativbewegung zwischen den Kontaktenden Reibungswaerme und Waerme durch plastische Verformung. Die Kontaktzone wird auf eine Temperatur nahe (meist unterhalb) des Schmelzpunkts erhitzt, wodurch der Stoffstromwiderstand gesenkt, die Plastizitaet verbessert und die interfacialen Oxidfilme durchbrochen werden. Unter Stauchdruck treten plastische Verformung und Stoffstrom auf; die Schweissverbindung entsteht durch molekulare Diffusion und Rekristallisation an der Grenzflaeche.

8. Ultraschallschweissen Beim Ultraschallschweissen werden Hochfrequenz-Schwingungswellen auf die Oberflaechen zweier Werkstuecke uebertragen. Unter Druck reiben sich die Oberflaechen aneinander, wodurch auf molekularer Ebene eine Verschmelzung entsteht.

9. Loeften

Löten verbindet Werkstücke mithilfe von Lotwerkstoffen mit einem Schmelzpunkt von höchstens 450 °C. Die Baugruppe wird auf eine Temperatur erwärmt, die oberhalb des Schmelzpunkts des Lots, jedoch unterhalb des Schmelzpunkts des Grundwerkstoffs liegt. Das Lot verteilt sich durch Kapillarwirkung oder Benetzung über eng aneinanderliegende Fügeflächen. Lotlegierungen für das Löten weisen eine Liquidustemperatur ≤ 450 °C auf und sind in der Regel nicht eisenhaltig. Die Schwelle von 450 °C unterscheidet das Löten vom Hartlöten. Die meisten Prozessparameter und Einflussfaktoren für das Hartlöten gelten ebenfalls für das Löten. Industrielle Begriffe wie Löten, Hartlöten und Silberlöten dienen zur Unterscheidung zwischen Löten und Hartlöten.

10. Hartlöten Das Hartlöten ist ein Hochtemperatur-Fügeverfahren. Die meisten Hartlöttemperaturen liegen zwischen 1200 und 1400 °F – deutlich höher als beim Weichlöten, aber niedriger als beim Schmelzschweißen. Wie beim Weichlöten beruht das Hartlöten auf der Kapillarwirkung, um Fugen mit Lotmetall zu füllen. Eine breite Palette verschiedener Hartlotlegierungen steht zur Verfügung, um nahezu alle Metalle und Metalllegierungen miteinander zu verbinden.

Quelle: Welding Technology Summit