Umfassender Leitfaden zu Schweißtechniken: Autogen, Widerstand und WIG

Autogenschweißen: Grundlagen und Prozess

Autogenschweißen ist ein Verfahren, bei dem Werkstücke miteinander verbunden werden und das Zusatzmaterial (falls verwendet) die gleiche Beschaffenheit wie das Grundmaterial aufweist. Das Schweißen erfolgt durch das Schmelzen der Werkstückkanten mittels einer Flamme, die durch die Verbrennung eines Brenngases (Acetylen) mit einem Oxidationsmittel (Sauerstoff) erzeugt wird.

Komponenten des Autogenschweißens

• Acetylen

  Acetylen ist das Brenngas. Es sollte nicht über einem Druck von 1,5 bar komprimiert werden. Für die Abfüllung wird es in Aceton gelöst. Die Flasche ist rot lackiert und der Flaschenhals ist braun.

• Sauerstoff

  Sauerstoff ist das Verbrennungsgas (Oxidationsmittel), das mit Acetylen reagiert und die Verbrennung ermöglicht. Der Flaschenhals ist weiß.

• Druckminderer

  Druckminderer werden an den Flaschenventilen installiert, um eine konstante Gasversorgung unter gleichmäßigem Druck zu gewährleisten. Sie bestehen aus zwei Manometern: eines zeigt den Flaschendruck (Hochdruck) an und das andere den Arbeitsdruck (Niederdruck).

Widerstandsschweißen: Prozess und Anwendung

Widerstandsschweißen ist ein Verfahren, bei dem die Temperatur der zu verbindenden Werkstücke durch Druckanwendung erhöht wird, bis sie knapp unterhalb der Schmelztemperatur des Metalls liegt. Die Erwärmung erfolgt durch den Stromfluss zwischen zwei Elektroden.

Ablauf des Widerstandsschweißens

• Schließzeit: Die Zeitverzögerung zwischen dem Schließen der Elektroden und dem Beginn des Stromflusses.
• Schweißzeit: Die Dauer des Stromdurchgangs.
• Haltezeit: Die Zeitspanne zwischen dem Abschalten des Stroms und dem Abheben der Elektroden.
• Kühlzeit: Die Zeit, in der die Elektroden getrennt bleiben.

Komponenten des Widerstandsschweißgeräts

• Stromversorgung: Ein Wechselstromtransformator, an dessen Sekundärseite die Elektroden angeschlossen sind.
• Steuerung: Besteht aus Wählern zur Regelung verschiedener Schweißparameter.
• Elektrodenhalter: Verantwortlich für das Halten der Elektroden.
• Elektroden: Sind gute Strom- und Wärmeleiter und weisen eine hohe mechanische Festigkeit auf.

Wichtige Parameter beim Widerstandsschweißen

• Schweißzeit: Die Dauer, während der Strom zwischen den Elektroden fließt und die Teile verbunden werden.
• Schweißdruck: Der von den Elektroden ausgeübte Druck, der je nach Materialdicke und -beschaffenheit angepasst werden sollte.
• Schweißstrom: Die Stromstärke, die je nach den Anforderungen der zu verbindenden Teile eingestellt wird.

WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen)

WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen) ist ein Schweißverfahren, das eine nicht abschmelzende Wolframelektrode verwendet. Der Lichtbogen wird zwischen der Elektrode und dem zu schweißenden Werkstück gezündet, wobei die Schweißzone vollständig durch ein inertes Gas wie Argon, Helium oder eine Mischung aus beiden geschützt wird.

Komponenten des WIG-Schweißgeräts

• Stromversorgung

  Die Stromversorgung setzt sich wie folgt zusammen:

  • Konstantstromquelle: Liefert den konstanten Schweißstrom. Für das Schweißen von legiertem Stahl und Aluminium können sowohl Gleichstrom (DC) als auch Wechselstrom (AC) für die Elektrodenversorgung erforderlich sein.
  • Gleichrichter: Liefert den notwendigen Gleichstrom (DC).
  • HF-Generator: Erleichtert die Zündung des Lichtbogens.
  • Gasvor- und Nachströmzeit-Timer: Ermöglicht den Gasfluss für einige Sekunden vor und nach dem Abschalten des Lichtbogens.
  • Stromabsenkungsgerät: Reduziert den Strom allmählich.

• Schweißbrenner

  Die Funktion des Schweißbrenners ist es, die Elektrode zu halten, den Strom zuzuführen und die Gaszufuhr zu gewährleisten.

Polaritäten beim WIG-Schweißen

• Gleichstrom, Minuspol an Elektrode (DCEN): Der Minuspol ist mit der Elektrode und der Pluspol mit dem Werkstück verbunden. Dies bietet eine hohe Einbrandtiefe.
• Gleichstrom, Pluspol an Elektrode (DCEP): Der Pluspol ist mit der Elektrode und der Minuspol mit dem Werkstück verbunden. Dies führt zu einer geringeren Einbrandtiefe, aber einer besseren Reinigungswirkung.
• Wechselstrom (AC): Das Gerät verhält sich wie eine Mischung aus beiden Polaritäten, da jede Halbwelle wie eine Gleichstrompolarität wirkt. Dies nutzt die gute Einbrandtiefe des DCEN-Effekts und die Reinigungswirkung des DCEP-Effekts.

Wichtige Faktoren und Parameter beim WIG-Schweißen

• Stromart: Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC), abhängig vom zu schweißenden Material.
• Schweißstromstärke: Bestimmt durch die Dicke der zu schweißenden Werkstücke.
• Gasfluss: Die Einstellung des Gasflusses in Bezug auf die zu schweißenden Teile.
• Stromabsenkzeit (Ramp-Down-Zeit): Die Zeit, in der der Strom nach dem Loslassen des Brennerschalters allmählich abnimmt, um die Bildung eines Endkraters zu vermeiden.
• Gasnachströmzeit: Die Zeit, in der das Schutzgas nach dem Abschalten des Lichtbogens weiterhin aus dem Brenner strömt, um die Elektrode zu kühlen und eine Kontamination der Schweißnaht zu verhindern.