Schweißtechnologie - ein kurzer Überblick

Durch Schweißen wird eine stoffschlüssige Verbindung zwischen zwei oder mehreren Werkstücken realisiert. Innerhalb der Fertigungsverfahren wird das Schweißen demnach als Fügetechnik klassifiziert. 

Grundsätzlich wird bei den gängigen Schweißtechnologien zwischen Schmelzschweißen und Pressschweißen unterschieden. Beim Pressschweißen werden Werkstücke zusammengepresst und mit Hilfe von Feuer oder elektrischem Widerstand erhitzt, bis eine stoffschlüssige Verbindung entsteht.   

Innerhalb der Kategorie des Schmelzschweißens werden die Schweißverfahren nach DIN 1910-100 nach dem verwendeten Energieträger klassifiziert. Unterschieden wird zwischen Flüssigkeit, Gas, elektrischer Gasentladung, Strahl und elektrischem Strom. Die wohl bekanntesten Schweißtechnologien nutzen das Wirkprinzip der elektrischen Gasentladung und werden nach DIN 1910-100 unter dem Sammelbegriff "Gasschmelzschweißen" zusammengefasst. Unter das Gasschmelzschweißen fallen die Verfahren E-Hand-Schweißen, UP-Schweißen, MAG-Schweißen, MIG-Schweißen, WIG-Schweißen, Plasma-Schweißen und E-Gas-Schweißen.   

Um für einen konkreten Anwendungsfall das optimale Schweißverfahren auszuwählen, müssen einige Punkte berücksichtigt werden. Hierzu zählen die Geometrie der einzelnen Werkstücke, die Zugänglichkeit der Schweißnaht, die Lage der Schweißnaht und nicht zuletzt die Werkstoffpaarung der zu fügenden Bauteile. Weiterhin haben Anforderungen an die Qualität und Festigkeit der Schweißnaht einen Einfluss auf die Auswahl des Schweißverfahrens. Einer der entscheidendsten Gesichtspunkte, vor allem bei größeren Serien, ist die Wirtschaftlichkeit der jeweiligen Schweißtechnologie in Bezug auf den Anwendungsfall.   

Die wohl bekanntesten und in der manuellen Fertigung am verbreitetsten Schweißverfahren sind das E-Hand-Schweißen, das MIG- bzw. MAG-Schweißen sowie das WIG-Schweißen. Nachfolgend werden diese Schweißverfahren kurz genauer vorgestellt.   

Beim E-Hand-Schweißen wird der Zusatzwerkstoff in Form einer ummantelten Elektrode zugeführt. Zwischen Werkstück und Elektrode entsteht bei hinreichend kleinem Abstand ein Lichtbogen, der aufgrund der großen resultierenden Hitze zum Aufschmelzen von Werkstück und Elektrode führt. Beim Schmelzen der Elektrode entstehen Gase, die den Prozess vor dem in der Umgebungsluft vorhandenen Sauerstoff schützen. Die geschmolzene und erstarrte Ummantelung der Elektrode bildet eine feste Kruste, die sogenannte Schlacke auf der frischen Schweißnaht. Diese muss nach dem Schweißen mechanisch entfernt werden.   

Beim MIG- bzw. MAG-Schweißen (Metall-Inert-Gas-Schweißen bzw. Metall-Aktiv-Gas-Schweißen) wird der für das Schweißen benötigte Zusatzwerkstoff durch einen automatisch durch das Schweißgerät zugeführten Stahldraht realisiert. Der benötigte Lichtbogen entsteht zwischen dem zugeführten Schweißdraht und dem Werkstück. Die Schutzatmosphäre, die nötig ist, um den Schweißvorgang vor der Umgebungsluft und dem darin enthaltenen Sauerstoff abzuschirmen, wird durch eine dosierte Gaszuführung realisiert. Daher spricht man in diesen Fällen auch vom sogenannten Schutzgasschweißen.   

Beim WIG-Schweißen (Wolfram-Inert-Gas-Schweißen) wird der Lichtbogen zwischen einer von Inertgas, z.B. Argon, umströmten Elektrode aus Wolfram und dem Werkstück erzeugt. Der Zusatzwerkstoff wird in Form eines Schweißdrahts händisch dem so erzeugten Schmelzbad zugeführt.   

In allen Fällen gilt, dass die Wahl des Zusatzwerkstoffs, also des Schweißdrahts bzw. der Elektrode, sich nach den zu schweißenden Werkstoffen, bzw. der Werkstoffpaarung richtet und auch Auswirkungen auf die zu erwartenden Qualitäts- und Festigkeitseigenschaften der Schweißnaht hat.