Schweißen schafft Verbindungen zweier Partner! Beim Schweißen werden beide Fügepartner, an der Fügestelle, durch Energiezuführung so weit erwärmt, dass sie an der Fügestelle flüssig werden, sich vermischen und wieder Erstarren.
Um zwei Fügepartner miteinander verschweißen zu können müssen mind. zwei grundlegende Besonderheiten vorhanden sein:
1. Beide müssen ihren Aggregatzustand von Fest in Flüssig ändern können! „Daher ist Holz nicht schweißbar.“
2. Beide müssen annähernd dieselbe Schmelztemperatur haben.
Erschwerend kommt noch hinzu das sich z. b. hochlegierte Werkstoffe sich nicht so einfach verschweißen lassen. Legierungselemente können, in der Abkühlphase, zur Rissen führen. Welches die Schweißverbindung unbrauchbar macht. Des Weiteren führen Legierungselemente wie z. B. Chrom oder Vanadium, dazu das die WEZ (Wärmeeinflusszone) versprödet und an der Dehnfähigkeit verliert. Eine verhärtete Schweißverbindung kann über die Dehnung keine Kräfte aufnehmen und bricht ohne Vorwarnung. Daher muss beim Schweißen auf Einhaltung der technologischen Werte der Grundwerkstoffe, geachtet werden.
In Einigen Schweißprozessen muss Zusatzwerkstoff eingesetzt werden, anderen können auf den Zusatzwerkstoff verzichten.
Im Anschauungsbild ist eine V-Naht-Schweißverbindung (BW) dargestellt.
Ein Stumpfstoß wird im Normgeregelten Bereich als Butt Weld / Stumpfnaht (BW) bezeichnet. BW gibt lediglich die Anordnung der Grundwerkstoffe fest.
In den am häufigsten angewendeten Schweißverfahren wird Zusatzwerkstoff eingesetzt. Mit dem Zusatzwerkstoff wir die Schweißfuge aufgefüllt und die Fügepartner miteinander verbunden. Des Weiteren bringt der Zusatzwerk-stoff wichtige Legierungselemente in die Schweißverbindung ein. Dieses ist teilweise erforderlich da durch den Schweißprozess Legierungselemente verbrannt werden.
Im oberen Bild wird die Zuordnung der Fügepartner in einem Diagramm dargestellt. FW-Anordnung wird hauptsächlich mit einer Kehlnaht verschweißt. Die Kehlnaht bedarf keine kostenintensive Nahtvorbereitung und ist somit kostengünstig und einfach zu Fertigen. Der Stumpfstoß hingegen bedarf einer kostenintensiven Schweiß-nahtvorbereitung und ist aufgrund des Schweißspalts, schwieriger in der Herstellung. Der Schweißer muss darauf achten, dass er an den flanken aufzuschmelzen und gleichzeitig muss er das Durchfallen der Wurzel verhin-dern. Um den Wurzeldurchfall zu verhindern, werden Schweißbadsicherungen eingesetzt. Als Schweißbadsicherungen werden z. B. Blechstreifen oder auch Keramikelemente verwendet. Meistens werden die Schweißbadsi-cherungen nach dem Schweißen entfernt, doch manchmal verbleiben diese im Produkt z. b. die Blechstreifen. Im Aluminiumbau wo Strangpressprofile eingesetzt werden, ist es üblich die Schweißbadsicherungen in den Pro-filquerschnitt zu integrieren.
Rohr auf einer Platte geschweißt
Rohrabzweig unter einem Winkel
Nicht jede Schweißverbindung kann mit einer Lage verschweißt werden.
Dickere Platten müssen in mehreren Schritten bzw. Lagen verschweißt werden. Auch bei Kehlnähten mit einem größeren a-Maß muss mehrlagig geschweißt werden.
Die unterste Lage ich Wurzellage, dann kommt die Zwischenlage und um Schluss die Decklage.
Die Zwischenlagen und Decklagen werden entweder als Pendelraupen oder als Strichraupen ausgeführt. Pendelraupen erhöhen die Gefahr von Bindefehlern und erhöhen, durch die höhere Wärmeeinbringung, den Schweißverzug. Daher wird größtenteils die Strichraupentechnik bevorzugt.
In der Norm DIN EN ISO 4063 sind alle gängigen Schweißprozesse aufgeführt und mit Ordnungsnummern versehen. Die einstelligen und zweistelligen Nummern sind nur als Überschrift zu betrachten. Die anwendbaren Schweißprozesse haben dreistellige Ordnungsnummern.
Beispiel:
1: Lichbogenschweißen
13: Metall-Schutzgasschweißen (MSG)
131: Metall-Inertgasschweißen mit Massivdrahtelektrode (MIG)
135: Metall-Aktivgasschweißen mit Massivdrahtelektrode (MAG)
Das MIG (131) und MAG (135) schweißen gehört zum Metall-Schutzgas-Schweißen. (MSG, 13). In beiden Schweißverfahren wird der Schweißzusatz von einer Spule (Drahtelektrode) zum verwendet. Der Schweißdraht wird durch das Schlaupaket und den Schweißbrenner direkt an die Schweißposition geführt. Am Brennerausgang wir das Drahtende mit Strom versorgt wodurch sich zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück, ein Lichtbogen bildet. Durch den Lichtbogen und brennt den Schweißdraht ab. Durch die ständige nachführen, des Schweißdrahtes wird das abbrennen ausgeglichen und der Lichtbogen konstant gehalten. Beim MSG schweißen ist ein Schweißzusatz zwingend erforderlich. Die einzigen Unterschiede zwischen MIG und MAG ist der Zusammensetzung des Schutzgases.
Beim MAG (Metallaktivgas) enthält das Schutzgas Sauerstoff. Daher wird das MAG-Schweißen nur für Schwarz-Stahl eingesetzt.,
Beim MIG Schweißen wird nur Sauerstofffreies Schutzgas, sogenanntes Inertgas eingesetzt. Das MIG schweißen wird somit für Aluminium und Edelstähle eingesetzt.
Beim WIG (141, Wolfram-Inert Schweißen) wird eine Wolframelektrode mit Spannung versorgt. Daraufhin entsteht ein Lichtbogen zwischen der Wolframelektrode und dem Werkstück. Der Schweißzusatz kann manuell von durch den Schweißer zugeführt werden. Eine Verwendung von Schweißzusatz ist nicht erforderlich.
Beim handgeführten Laserschweißen wird in einem Resonator ein Laserstrahl erzeugt und über einen Lichtwellenleiter zum Schweißkopf geführt. Dort wird der Laserstrahl auf das Werkstück gebündelt (Fokussiert). Über eine separate Drahtzuführung kann Schweißzusatz dem Schweißprozess zugeführt werden. Ein Zuführung von Schweißzusatz ist nicht erforderlich.
PA ist die Schweißposition von oben (0°, Wannenlage)
PB ist die typische Position für Kehlnähte
PC (Querposition) ist eine schwere Schweißposition. Bei PC wird mit am wenigsten Energie eingebracht.
PD ist halb über Kopf.
PE wird über Kopf geschweißt.
PF ist die Steignaht. Bei PF und PA wird die meiste Energie eingebracht.
PG ist die Fallnaht. Die meisten Kunden aus dem normgeregelten Bereichen, verbieten fallende Schweißnähte.