Schweißtechnologie und ihre Anwendungen
Verbindungsschweißen
Beim Verbindungsschweißen werden Werkstücke durch Schweißnähte unlösbar zu einem instandhaltungsfreundlichen Schweißteil zusammengefügt. Schweißverbindungen sind vorzugsweise geeignet für ein kostengünstiges Verbinden von Einzelstücken bis hin zu großen Abmessungen, zum Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen, für dichte Fügestellen, zum Übertragen von Kräften und Momenten.
Man unterscheidet im Wesentlichen zwei Schweißverfahren:
Das Pressschweißen, welches die zu verbindenden Werkstoffe unter Einsatz von Kraft ohne beziehungsweise mit Zusatzwerkstoff verbindet.
Das Schmelzschweißen, bei dem Werkstücke durch lokales Schmelzen und anschließendes Erstarren ohne äußere Krafteinwirkung miteinander verbunden werden.
Schmelzschweißverfahren
MIG/MAG-Schweißen
Das Metall-Inert-Gas-Schweißen/Metall-Aktiv-Gas-Schweißen ist ein industriell weit verbreitetes Schweißverfahren. Es handelt sich um ein Schmelzschweißverfahren unter einer Gasatmosphäre. Beim MIG/MAG-Schweißen brennt ein Lichtbogen zwischen einer Drahtelektrode und dem zu verschweißenden Werkstück.
Das MIG/MAG-Schweißen wird beim Verbindungsschweißen von Stählen, Aluminium, Kupfer und deren Legierungen angewendet. Potenzielle Anwendungen sind unter anderem das Schweißen von Dünnblechen, wie sie beispielsweise im Karosseriebau eingesetzt werden.
Wesentliche Vorteile des MIG/MAG-Schweißens sind:
- hohe Verfahrenssicherheit,
- keine beziehungsweise nur geringe Schlackenbildung,
- große Abschmelzleistung.
WIG-Schweißen
Beim Wolfram-Inert-Gas-Schweißen handelt es sich ebenfalls um ein Schmelzschweißverfahren, bei dem ausschließlich mit inerten Schutzgasen wie Argon oder Helium gearbeitet wird. Dabei brennt der Lichtbogen zwischen der nicht abschmelzenden Wolfram-Elektrode und dem Werkstück. Aufgrund der hohen Temperaturen im Lichtbogen schmelzen die Werkstoffkanten und fließen ineinander.
Wesentliche Vorteile des WIG-Schweißens sind:
- saubere Nahtoberfläche,
- keine Spritzer und Schlacken,
- gute Spaltüberbrückbarbeit in allen Schweißpositionen.
WP-Schweißen
Besonders beim vollmechanisierten Schweißen von Nichteisen-Metallen wird das Wolfram-Plasma-Schweißen in der industriellen Fertigung eingesetzt. Beim WP-Schweißen brennt ein Lichtbogen zwischen einer Wolfram-Elektrode und dem Werkstück, wobei eine wassergekühlte Düse den Leuchtbogen einengt und damit die Leistungsdichte erhöht.
Diese Schweißtechnologie zeichnet sich durch ihre hohe Verfahrenssicherheit aus und wird für das vollautomatische Schweißen angewendet.
Elektronenstrahlschweißen
Beim Elektronenstrahlschweißen werden Elektronen aus einer Glühkathode emittiert und mittels eines Hochspannungsfeldes auf 30 bis 60 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Beim Eindringen der Elektronen in das zu schweißende Werkstück wird ihre kinetische Energie in thermische Energie umgewandelt und damit der Schmelzschweißprozess realisiert. Bei ausreichend hoher Energie verdampft am Auftreffort des Elektronenstrahls tiefer liegendes Material.
Die wesentlichen Vorteile dieser Schweißtechnologie wie sie auch Weil Engineering GmbH anbietet sind:
- sehr gute Qualität der Schweißnaht,
- hohe Schweißgeschwindigkeit,
- geringe, lokal begrenzte thermische Werkstoffbeeinflussung,
- werkstoffgerechte Steuerbarkeit der Energieeinkopplung,
- hohe Automatisierbarkeit.
Das Elektronenstrahlschweißen ist ein Schmelzschweißverfahren mit einer sehr geringen thermischen Beeinflussung des Werkstoffes. Extrem schlanke und saubere Nähte mit minimalem Verzug sowie große Freiheiten hinsichtlich der Werkstoffe zeichnen diese Schweißtechnologie aus.
Laserstrahlschweißen
Bei dieser Schweißtechnologie wird ein Laserstrahl mittels einer Linse oder eines Spiegels auf das Werkstoff fokussiert. Bei ausreichend hoher Intensität der Laserstrahlung beginnt das Werkstück lokal zu schmelzen und der Schmelzprozess setzt ein. Eine Erhöhung der Strahlenergie führt zu einer stärkeren lokalen Aufheizung und zur Ausbildung eines Tiefschweißeffektes.
Auch beim Laserstrahlschweißen wird üblicherweise mit Schutzgas gearbeitet. Eine Zufuhr von Zusatzwerkstoffen geschieht, ähnlich wie bei den vorherigen Schweißverfahren, meist als Draht.
Die wesentlichen Vorteile des Laserschweißens sind:
- sehr gute Schweißnahtqualität,
- hohe Schweißgeschwindigkeit,
- geringe, lokal begrenzte thermische Werkstoffbeeinflussung,
- werkstoffgerechte Steuerbarkeit der Energieeinkopplung,
- hohe Flexibilität hinsichtlich verschiedener Schweißanwendungen,
- hohe Automatisierbarkeit.
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