Was ist Schweißen? : Leitfaden zu den verschiedenen Arten des Schweißens
Schweißen ist ein Verfahren, bei dem zwei oder mehr Metall- oder Thermoplastteile durch den Einsatz von Hitze und Druck miteinander verbunden werden. Durch die Anwendung von Hitze werden die Materialien weich, sodass sie sich entlang einer Verbindungslinie zusammenfügen können, wenn ein entsprechender Druck ausgeübt wird.
Eine kurze Geschichte des Schweißens
Die erste Variante des Schweißens wurde im Mittelalter entwickelt, aber das heute als Schweißen anerkannte Verfahren entstand erst Ende des 19. Früher war das „Schmiedeschweißen“ die einzige Möglichkeit, zwei Metallobjekte miteinander zu verbinden. Schmiedeschweißen bezeichnet den Prozess, das Metall auf extrem hohe Temperaturen zu erhitzen und dann auf die Teile zu hämmern, bis sie zu einer Einheit werden. Im Laufe der industriellen Revolution wurde diese Methode durch Elektrizität ersetzt, da Gasflammen eine viel sicherere und schnellere Option für Schweißer darstellten.
Viele Gegenstände der heutigen Gesellschaft werden direkt oder indirekt mithilfe von Schweißen produziert und hergestellt. Das Schweißen bietet aufgrund seiner Notwendigkeit für die Gesellschaft eine große Vielfalt an Spezialisierungen und zahlreiche Beschäftigungsmöglichkeiten. Einige Formen des Schweißens verwenden Gas, andere Elektrizität und neuere Formen verwenden Laser. In Bezug auf die Leistung können viele verschiedene Faktoren die Wirksamkeit der gewählten Methode beeinflussen. Allerdings sind die Form und die Dicke des Materials die einzigen Faktoren, die für die Wahl der Methode entscheidend sind.
Die verschiedenen Schweißmethoden
Das Lichtbogenschweißen verdankt seine Beliebtheit den geringen Kosten des Verfahrens. Zunächst einmal gibt ein Gerät einen elektrischen Strom ab – obwohl sich das Gerät selbst von Prozess zu Prozess unterscheiden kann -, es ermöglicht dem Strom, durch Materialien zu fließen, die ohne das Gerät als nicht leitfähig gelten würden. Der Name kommt daher, dass der Strom, der zwischen dem Gerät und den Materialien entsteht, manchmal den Eindruck erweckt, einen Bogen zu bilden.
Das Lichtbogenschweißen mit umhüllter Elektrode, auch Stabschweißen genannt, ist heute vielleicht die beliebteste und am häufigsten angewandte Schweißmethode. Die erste Form dieser Methode entstand 1938, wurde aber im Laufe ihrer Existenz immer wieder verbessert. Es handelt sich um eine einfache und kostengünstige Schweißmethode, obwohl die Ergebnisse oft nicht so scharf sind wie bei anderen Methoden, und Gusseisenspritzer häufig vorkommen.
Die Entwicklung der Schweißtechnik
In den 1940er Jahren war das Schutzgasschweißen eine innovative Form des automatischen Schweißens. Bei dieser Methode wird eine Schweißpistole verwendet, die das zu schweißende Metall automatisch zuführt. Außerdem verteilt sie ein Schutzgas, das als Schutzschild gegen die Naturelemente dient. Dieses Verfahren ist vor allem bei großen Arbeitsmengen interessant, da es Zeit spart. Heute wird dieses Verfahren am häufigsten bei der Autoreparatur und in der verarbeitenden Industrie eingesetzt.
Eine der schwierigsten und zeitaufwendigsten Formen des Schweißens entstand ebenfalls in den 1940er Jahren. Das Schweißen mit Wolfram-Gas-Lichtbogen erfordert aufgrund der geringen Fläche zwischen dem Lichtbogen der Flamme und dem zu schweißenden Material erhebliche Konzentration und Geschicklichkeit. Doch trotz seiner Schwierigkeit lassen sich damit sehr hochwertige und starke Schweißnähte herstellen.
Spätere Entwicklungen
Mitte der 1950er Jahre wurde das Elektroschlacke-Schweißen erstmals eingesetzt. Dies ist ein schneller Prozess, der zum Zusammenfügen von großen Materialien wie dicken Stahlplatten verwendet wird. In der Regel werden diese Materialien vertikal geschweißt, denn so ist das Elektroschlacke-Schweißen konzipiert, damit der Schweißer keinen Schaden erleidet. Der Name entstand durch wassergefüllte Kupferbereiche im Inneren der Struktur, die verhindern sollten, dass die geschmolzene „Schlacke“ bei ihrer Verflüssigung in andere Bereiche gelangte.
Auch das Schweißen mit Fülldraht wurde in den 1950er Jahren verwendet. Es wurde als Alternative zum Stabschweißen entwickelt. Es wird hauptsächlich für Projekte verwendet, bei denen es auf Schnelligkeit ankommt, da es sich um eine Form des automatischen Schweißens handelt. Es wird aufgrund seiner Schnelligkeit und Vielseitigkeit in zahlreichen Szenarien mit verschiedenen Materialien für den Einsatz im Bauwesen bevorzugt.
Das Plasmalichtbogenschweißen ist dem Wolframgaslichtbogenschweißen etwas ähnlich. Diese beiden Methoden sind oft Gegenstand von Vergleichen, da sie in etwa gleich funktionieren, aber unterschiedliche Arten von Fackeln verwenden. Diese Methode wurde 1954 entwickelt, wird aber heute immer weiter verbessert. Sie erfordert aufgrund der geringen Größe des Lichtbogens und der Präzision der Schweißnaht mehr Konzentration. Bei dieser Methode fließt der elektrische Strom durch eine winzige Düse, die durch Schutzgase geleitet wird.
Das Inertgasschweißen wurde ursprünglich in den 1940er Jahren eingeführt, durchlief aber einen langen Entwicklungsprozess, bis es in den 1960er Jahren perfektioniert wurde. Dies ist ein Schweißverfahren, bei dem ein Gas verwendet wird, um das zu schweißende Metall zu schützen. Die Aufgabe des Gases besteht darin, zu verhindern, dass das Metall durch Umwelteinflüsse wie Sauerstoff beeinträchtigt wird. Diese Schweißmethode arbeitet in einem kontinuierlichen Rhythmus, was bedeutet, dass der Prozess relativ schnell ist. Sie erfordert keine extremen Fähigkeiten, aber die Ausrüstung kann aufgrund des verwendeten Gases nur in Innenräumen verwendet werden.
Das Unterpulverschweißen ist nur bei Materialien mit hohem Eisengehalt eine Option, z. B. bei rostfreiem Stahl. Die in diesem Schweißprozess verwendete Vorrichtung kann automatisch oder halbautomatisch sein, was den Schweißprozess einigermaßen schnell macht. Während des Prozesses muss der Lichtbogen einen konstanten Fluss haben, um das Metall während des Schweißens vor der Atmosphäre zu schützen. Dieser Schutz verhindert auch, dass Schweißspritzer entstehen, was ihn für Schweißer zu einer sichereren Wahl als andere Formen des Schweißens macht. Dieses spezielle Verfahren wird so genannt, weil die Flussabdeckungen untergetaucht werden müssen.
Das Wolfram-Inertgasschweißen ist ein ähnliches Verfahren wie das Metall-Inertgasschweißen. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht darin, dass beim Wolfram-Inertgasschweißen ein Wolframstrom verwendet wird, während beim Metall-Inertgasschweißen eine Metallelektrode zum Einsatz kommt. Die Verwendung von Wolfram bedeutet, dass eine zusätzliche Füllung im Inneren des Geräts erforderlich ist, da es während des Schweißvorgangs nicht schmilzt. Wolfram kann viel höhere Temperaturen aushalten als andere Materialien, bevor es schmilzt. Dies ist eine bevorzugte Methode in Branchen, die mit rostfreiem Stahl arbeiten.
Die neuesten Entwicklungen
Das Rührreibschweißen ist vielleicht die neueste Schweißmethode. Es wurde in den 1990er Jahren entwickelt und fand schnell breite Zustimmung. Es verwendet ein nicht verbrauchbares Werkzeug, um zwei Teile ohne zusätzliches Schmelzmaterial zusammenzufügen. Stattdessen wird die Wärme durch die Reibung erzeugt, die durch ein Werkzeug entsteht, das sich entlang des Materials dreht. Durch die Reibung wird das Material weicher, sodass sich die beiden Teile vermischen und zusammenschweißen können. Es wird auch mechanischer Druck ausgeübt, um den Prozess zu erleichtern. Die Idee ist ähnlich wie beim Zusammenfügen von zwei Tonstücken. Diese Methode wird hauptsächlich bei Aluminium und anderen Metalllegierungen angewendet. Es handelt sich um ein beliebtes Fertigungsverfahren durch Schweißen, das in jüngster Zeit einige Entwicklungen erfahren hat, darunter das Verbinden von Polymeren und das Verschmelzen von Teilen aus ungleichen Metallen, die sich damals für andere Schweißverfahren als schwierig erwiesen haben.
Zum Schluss
Die verschiedenen Schweißmethoden sind optimiert, um bei unterschiedlichen Aufgaben erfolgreich zu sein. Die Wahl der richtigen Methode ist entscheidend für den Erfolg des Projekts. Sie erfordern auch unterschiedliche Kompetenzniveaus und Ausrüstungen, sodass einige leichter zugänglich sind und andere den Profis überlassen werden sollten. Mit fortschreitender Technologie werden einige alte Formen des Schweißens voraussichtlich aus der Mode kommen, während sich andere entwickeln werden. Beispielsweise hat das Rührreibschweißen der Industrie mehr Möglichkeiten und Innovationen geboten, was bedeutet, dass diese Form des Schweißens neue Rollen in der Industrie übernehmen wird. Ältere Formen hingegen, die teurer sind und deren Nutzung mehr Fähigkeiten erfordert, werden im Laufe der Zeit vielleicht weniger verbreitet sein.
