Zum Schweißen von Metallen stehen verschiedene Methoden zur Auswahl. Je nach Material und Anwendungsfall wird der Schweißfachbetrieb aus den geeigneten Verfahren wählen:

  • Lichtbogenhandschweißen
  • MIG/MAG Schweißen
  • WIG/TIG Schweißen
  • Plasmaschweißen
  • Gasschweißen
  • Punktschweißen
  • Roboterschweißen
  • Rollnahtschweißen
  • Reibschweißen
  • Orbitalschweißen
  • Unterpulverschweißen
  • Laserschweißen
  • Löten

Lichtbogenhandschweißen

Das Lichtbogenschweißen ist eine Art des Schweißens, bei der zwei Metalle geschmolzen werden, um durch einen Lichtbogen miteinander zu verschmelzen. Ein Lichtbogen ist ein Stromfluss durch eine Lücke im Stromkreis, der durch lokalisierte thermisch ionisierte Gasteilchen erleichtert wird. Dieser Lichtbogen wird ausgelöst, indem eine Elektrode mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird. Der Stromkreis wird kurz geschlossen und dann mit einem kleinen Abstand voneinander getrennt. Die resultierende Temperatur aufgrund dieses Lichtbogens liegt in der Größenordnung von 4500 °C oder höher, wodurch jedes Metall geschmolzen werden kann.

MIG/MAG Schweißen

MIG- und MAG-Schweißen sind Arten von Gas-Metall-Lichtbogenschweißverfahren. Das Metall-Gas-Lichtbogenschweißen ist ein Lichtbogenschweissverfahren, bei dem ein abschmelzender blanker Metalldraht als Elektrode dient. Der blanke Metalldraht wird kontinuierlich von einer Spule durch eine Schweißzange geführt. Zusätzlich zum Draht leiten die Düsen der Schweißzange das Schutzgas auf den Schweißbereich, um es vor Verunreinigungen zu schützen. Aus der Art der zur Abschirmung verwendeten Gase ergeben sich die beiden Typen MIG und MAG. Wenn ein Gemisch aus Helium und Argongas verwendet wird, spricht man vom Metall-Inertgasschweißen. Zu den Hauptanwendungen gehören das Schweißen von Nichteisenmetallen. Besteht das Schutzgas jedoch aus Kohlendioxid, Sauerstoff und Argon, wird das Schweißen als Metall-Aktivgasschweißen bezeichnet, das zum Schweißen von niedrig- und mittelkohlenstoffhaltigen Stählen verwendet wird.

WIG/TIG Schweißen

Das WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas) ist eine weit verbreitete Schweißtechnik. Im Englischen wird Wolfram als Tungsten bezeichnet, daher ist es dort als TIG-Schweißen bekannt. Es handelt sich um eine Art Lichtbogenschweißverfahren, bei dem eine nicht abschmelzende Wolframelektrode verwendet wird. Der hohe Schmelzpunkt von Wolfram macht es zu einem guten Elektrodenmaterial und ermöglicht das Schweißen von ungleichen Metallen. Es kann sowohl mit als auch ohne Fülldraht arbeiten. Wie aus dem Namen ersichtlich, wird Argon, Helium oder deren Gemisch als Schutzgas verwendet. Wenn Fülldraht verwendet wird, wird der Lichtbogen nicht über den Fülldraht, sondern durch die Elektrode in die Schweißkonstruktion eingebracht. Dies macht das WIG-Schweißen zu einem hochwertigen Schweißverfahren ohne Schweißspritzer. Es ist jedoch ein teures Verfahren, wenn es für Stähle oder Metalle mit hohem Schmelzpunkt eingesetzt wird. Deshalb wird das WIG-Schweißen häufig zum Schweißen von Aluminium und Edelstählen oder zum Schweißen von dünnen Profilen eingesetzt.

Plasmaschweißen

Das Plasmaschweißen ist eine modifizierte Form des WIG-Schweißens. Es verwendet eine Wolframelektrode wie beim WIG-Schweißen, diese ist aber in einer speziellen Düse untergebracht, die Schutzgas in den Lichtbogenbereich leitet. Diese inerten Gase, die mit hoher Geschwindigkeit aufgebracht werden, erzeugen einen Plasmalichtbogenstrom mit Temperaturen von bis zu 17000 °C. Die höheren Temperaturen beim Plasmaschweißen sind hauptsächlich auf die Verengung des Lichtbogens bei der Herstellung von Plasma zurückzuführen, die die Leistungsdichte des Lichtbogens erhöht. Diese höheren Temperaturen können jedes Metall leicht schmelzen. Deshalb kann das Plasmaschweißen bisher hart zu schweißende Metalle wie Wolfram problemlos schweißen. Plasmaschweißen produziert hochwertige Schweißnähte, ermöglicht hohe Schnittgeschwindigkeiten und geringen Verzug. Dadurch ist es ideal zum Schweißen hochwertiger Baugruppen im Automobilbau oder der Raumfahrt geeignet.

Gasschweißen

Gasschweißen ist ein gebräuchlicher Begriff für das Autogenschweißen. In Wirklichkeit umfasst das Gasschweißen jedoch eine Gruppe von Autogenschweißverfahren. Bei jedem dieser Prozesse wird Brennstoff mit Sauerstoff kombiniert, um eine Flamme zum Schweißen zu erzeugen. Der führende Brennstoff ist Acetylen, das das Autogenschweißen zum Synonym für das Gasschweißen macht. Beim Autogenschweißen kommen Acetylen und Sauerstoff aus separaten Flaschen im Schweißbrenner zusammen, erzeugen eine Flamme und sorgen für Temperaturen von bis zu 3500 °C. Es gibt auch günstige, kleine und tragbare Geräte die in der Regel niedrigere Temperaturen erreichen. Autogenschweißen ist wirtschaftliches und ideales Verfahren für Reparaturarbeiten und Kleinserien. Häufige Schweißanwendungen sind Bleche und Platten, die dünner als 6 mm sind.

Punktschweißen

Das Punktschweißen oder Widerstandspunktschweißen ist ein Widerstandsschweißverfahren zum Verbinden von Metalloberflächen. Es ist ein entscheidender Prozess bei der Herstellung von Automobilen, Metallmöbeln, Geräten und einer Vielzahl anderer Produkte auf Blechbasis. Bei einem Punktschweißverfahren werden zunächst zwei zu verbindende Metalloberflächen durch gegenüberliegende Elektroden zusammengepresst und kurzzeitig mit Strom versorgt. Der Strom schmilzt das Metall dort, wo sich die beiden Oberflächen berühren, und verschmilzt sie dadurch. Aufgrund der Art dieses Schweißverfahrens ist es ideal um Blechteile mit einer Dicke von weniger als 3 mm zu schweißen.

Roboterschweißen

Das Roboterschweißen ist ein Verfahren zur Automatisierung des Schweißens. Es zeichnet sich durch den Einsatz von programmierbaren Robotern aus, die nicht nur den Schweißkopf bewegen, sondern auch das Werkstück nach Bedarf positionieren. Die Roboter können entsprechend den Anforderungen der Einrichtung programmiert werden, was die Automatisierung flexibel macht und für die Produktion komplexer Produkte geeignet ist. Lichtbogenschweißen und Punktschweißen sind die gebräuchlichsten Schweißverfahren beim Roboterschweißen. Punktschweißroboter kommen in fast jeder Endmontage im Automobilbereich ihren Einsatz.

Rollnahtschweißen

Das Rollnahtschweißen ist ebenfalls ein Widerstandsschweißverfahren und ist dem Punktschweißen damit sehr ähnlich. Es handelt sich um den Einsatz von Elektroden in Form von rotierenden Rädern. Während des Rollnahtschweißens üben die radförmigen Elektroden Druck auf die zu verbindenden Metalloberflächen aus. Bei Stromzufuhr schmilzt das dazwischenliegende Metall und erzeugt ein Schweißnugget. Während der Druck konstant angelegt wird, kann die Stromaufbringung variieren, was zu unterschiedlichen Arten von Schweißkonstruktionen führen kann. Ist der Strom konstant, gibt es eine durchgehende Schweißnaht. Wenn es mit einer bestimmten Frequenz ein- und ausgeschaltet wird, werden überlappende Schweißnähte erfasst. Eine weitere Verringerung der Frequenz führt zu Schweißkörpern mit kleinen regelmäßigen Abständen dazwischen. Das Rollnahtschweißen ermöglicht die Herstellung von luftdichten Verbindungen. Auspuffanlagen für Automobile, Kraftstofftanks und ähnliche Blechbehälter sind einige der häufigsten Anwendungen.

Reibschweißen

Das Reibschweißen ist eine Art des Festkörperschweißens. Festkörperschweißen bedeutet, dass das Schweißen ohne Schmelzen der bearbeiteten Teile und nur unter Anwendung von Wärme und Druck erfolgt. Beim Reibschweißen wird die Reibung zwischen den Teilen als Wärmequelle genutzt. Dazu werden die beiden zu verschweißenden Teile relativ zueinaner bewegt. Die entstehende Reibung erzeugt Wärme und erhöht die Temperatur beider Teile. Sobald die Schnittstellentemperatur den Warmbereich der zu bearbeitenden Metalle erreicht hat, wird die Drehung gestoppt und Druck ausgeübt, um die Teile aufeinander zuzutreiben. Dadurch entsteht eine metallurgische Verbindung. Der Druck stört die Teilegeometrie und drückt etwas Material heraus, das getrimmt werden muss. Das Reibschweißen wird in der Regel in der Automobil-, Erdöl-, Erdgas- und Flugzeugindustrie eingesetzt.

Orbitalschweißen

Das Orbitalschweißen ist eine Technik zum Schweißen von Rohren. Das Handschweißen erfüllt eine angemessene Aufgabe für größere Rohre und verschiedene Anwendungen im Rohrleitungsbau. Im Falle von erhöhten Sicherheitsanforderungen, in etwa bei Hochdruck und zur Vermeidung von Verunreinigungen ist das Orbitalschweißen jedoch besser geeignet. Beim Orbitalschweißen wird ein Schweißkopf unter vollständiger Steuerung eines Computers um ein Rohr gedreht, um den Schweißvorgang durchzuführen. Bei jedem neuen Auftrag muss  die Steuerung konfiguriert werden um dann ohne Qualitätsverlust immer wieder wiederholt werden zu können. In erster Linie wird dabei das Wolfram-Inertgasschweißen eingesetzt. Sowohl innerhalb als auch außerhalb des Rohres ist Schutzgas zur Abschirmung gegen Oxidation vorhanden. Es erzeugt eine hochwertige Verbindung, ist aber ein teurer Prozess, der sich ausschließlich für High-End-Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Pharma- und Halbleiterindustrie eignet.

Unterpulverschweißen

Das Unterpulverschweißen ist eine automatische Lichtbogenschweißtechnik. Es handelt sich um eine abschmelzende blanke Drahtelektrode, die von einer Spule zugeführt wird. Anstatt Gase um den Bogen herum abzuschirmen, bedeckt ein Pulverfluss den Bogen und bildet eine Abschirmdecke. Das Flussmittel wird kontinuierlich zusammen mit dem Draht zugeführt. Sie umschließt den Lichtbogen und verhindert Schweißspritzer und Funkenbildung. Somit kann das Unterpulverschweißen ohne Schweißhelm beobachtet werden. Schutzbrille und Handschuhe werden weiterhin empfohlen. Als automatische Technik mit höherer Benutzerfreundlichkeit eignet es sich gut für Industrien mit hohen Stückzahlen. Es wird häufig für das Schweißen von Rohren und Platten mit einer Dicke von etwa zwei Zentimetern verwendet.

Laserschweißen

Das Laserschweißen oder Laserstrahlschweißen zeichnet sich durch den Einsatz eines Lasers zum Verbinden von Metallteilen aus. Es handelt sich um ein Schmelzschweißverfahren, bei dem die vom Laser erzeugte Wärme den Schweißvorgang durchführt. Die entstehende Wärme kann zu einer Oxidation am Schweißgut führen, weshalb Schutzgase wie Stickstoff, Argon, Kohlendioxid und Helium eingesetzt werden, um dies zu verhindern. Beim Laserschweißen ist in der Regel kein Zusatzwerkstoff erforderlich, sondern die Schmelze verbindet sich von selbst. Die Wärmeeinflussbereiche lasergeschweißter Teilen sind klein, können aber aufgrund der Beschaffenheit des Lasers nur zum Schweißen von Kleinteilen verwendet werden. Das Laserschweißen wird häufig in der Automobilindustrie eingesetzt, wo es entweder durch Roboter oder manuell durchgeführt wird.

Löten

Das Löten ist eine der beliebtesten Verbindungstechniken für Metalle. Das Löten ist gekennzeichnet durch das Schmelzen eines Lotes, seiner Verteilung auf den Stoßflächen der zu verbindenden Teile und seiner Verfestigung. Die Arbeitstemperatur beim Löten liegt unter dem Schmelzpunkt der Grundwerkstoffe, daher schmilzt nur der Zusatzwerkstoff. Der Zusatzwerkstoff hat einen Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunktes der Grundwerkstoffe und oberhalb von 450 °C. Eine richtig gelötete Verbindung weist aufgrund der metallurgischen Verbindung zwischen dem Lot und dem Grundwerkstoff eine höhere Festigkeit als das Lot auf. Sie ist jedoch schwächer als eine Schweißverbindung. Aufgrund der einfachen Handhabung, der schnelleren Zykluszeiten, der Möglichkeit des Fügens unterschiedlicher Metalle und des geringeren Leistungsbedarfs wird es als Alternative zum Schweißen in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Es ist sehr verbreitet im Reparatur- und Wartungssektor der Industrie und im Rohrleitungsbau. Abgesehen davon findet es Verwendung in der Herstellung von Automobilen, Elektrogeräten und Schmuck.