Schweißen
In der Regel schafft man damit eine stoffschlüssige Verbindung. Geschichtlich war da zunächst das Autogenschweißen, bei dem zusätzlich zu dem Sauerstoff in Stahlflaschen auch noch Acetylen als Brenngas
benutzt wird. Die Flamme muss gemäß der Mischung der beiden Gase genau eingestellt werden und erreicht an der Spitze des blauen Teils ca. 3.200°C.
Diese Art von Schweißen findet im Karosseriebau nur noch sehr selten Anwendung. Zu groß mit der Wärmebelastung die Gefahr der Aushärtung und vor allem des Verzugs. Durch Hinzufügen von deutlich mehr
Sauerstoff kann das Verfahren auch zum Trennen gebraucht werden. Zum Verzinnen ist es allerdings unabdingbar.
Schweißnähte werden im Kfz-Bereich ausschließlich durch elektrische Lichtbögen erzeugt. Vom Punktschweißen abgesehen, ist es besonders in Karosseriebau und -reparatur eine wichtige Verbindungsart.
Gleichstrom wird mit der Plusseite am Werkstück und der Minusseite an der Metallelektrode angeschlossen. Besonders beim Zünden des Lichtbogens ist die Stromstärke hoch. Bei gleichmäßigem
Abschmelzen des Zusatzwerkstoffs ist sie geringer.
Geht man vom Verbindungsschweißen aus, so wird beginnend bei der Nahtwurzel der Zwischenraum zwischen den Werkstücken Lage für Lage gefüllt.
Wichtig ist dabei eine gute Durchwärmung am Werkstoff, die hier auch durch eine höhere Temperatur am Minuspol von 4200°C gegenüber 'nur' 3600°C an der Elektrode erreicht wird.
Zum Schluss bleibt eine kleine
Erhebung (Bild), die typisch für jede Schweißnaht, besonders auch bei rechtwinklig zueinander stehenden Werkstücken ist. Ist die Geschwindigkeit beim Schweißen zu hoch, dann hat die Naht nur in der Mitte
ausgefüllt und nicht zu den Werkstücken hin gefüllt. Außerdem kann die Verbindung wegen mangelnder Durchwärmung fehlerhaft sein.
Neben der richtigen Temperatur ist noch die Reinheit der Schweißfuge sehr wichtig. Der vom Gleichstrom erzeugte Lichtbogen kann durch magnetische Felder beeinflusst Schlacke hineinblasen. Dies kann man
durch eine andere Schweißrichtung und stärkeres Neigen der Elektrode z.T. verhindern.
Schlacke entsteht durch die Umhüllung der Metallelektrode und soll das noch flüssige Metall vor Sauerstoff und Stickstoff
schützen. Außerdem stabilisiert sie den Lichtbogen und erleichtert seine Zündung. Sie kann Legierungsbestandteile enthalten und gleichzeitig die im Werkstoff enthaltenen schützen.
Durch die Schlacke auf der
Schweißnaht wird die fertige Naht vor Abkühlung geschützt. Deshalb sollte sie erst danach mit einem spitzen Hammer entfernt werden. Statt der Umhüllung verwendet man heute meist Elektroden aus
aufgewickeltem Draht und Schutzgas. Nach Art der Schutzgase werden die
Schweißverfahren unterschieden.
Argon schützt, Wolfram schmilzt als Elektrode nicht ab. |
Zum Schweißen von Aluminium verwenden wir hier ein WIG-Schweißgerät. Es arbeitet mit Argon als Schutzgas und nicht abschmelzendem Wolfram als Elektrode (Bild 2). Die zu verarbeitenden Alu-Bleche
enthalten 5% Magnesium.
Sie können mit und ohne Zusatzdraht verbunden werden. Voraussetzung ist das Reinigen von der Oxidschicht z.B. mit einer Drahtbürste. Der eigentliche Schweißvorgang dauert ein
wenig länger als bei Stahlblech.
Die richtige Temperatur ist wichtig. |
Der Lichtbogen ist deutlich heller. Wichtig ist, diesen nicht auf die Schweißnaht zu richten, um deren Temperatur nicht zu erhöhen. Es wird ein relativ kleiner Winkel zwischen Brenner und Raupe gegen die
Schweißrichtung gehalten (stechendes Schweißen). In der Tat muss man sehr auf die Wärmeentwicklung achten, damit die Naht nicht zu stark einsinkt. Kein Problem ist beidseitiges Schweißen, allerdings nach einer
gewissen Abkühlphase.
Auch Gussknoten lassen sich mit diesem Verfahren mit den entsprechenden Strängen verbinden. Kurze Zeit nach dem Schweißvorgang sieht man, wie sich die Naht und deren Umgebung mit
einer neuen Oxidschicht überziehen. Man braucht weniger Korrosionsvorsorge, sollte aber sehr auf Kontakt zu anderen Metallen mit von Aluminium verschiedenen Werten bei der elektrochemischen Spannungsreihe
achten.
Alu-Schweißen mit Einfach-Set |
Für Heimwerker oder Oldtimer-Besitzer, die nur ein einziges Problem, z.B. einen leck geschlagenen Alu-Deckel haben, gibt es inzwischen kleine Schweißgeräte mit Kartuschenbrenner (Campinggas) und
unproblematisch zu handhabendem Zusatzwerkstoff. Dank an Georg Kaiser (TraCK, DN)
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