Schweißverfahren

Mit den verschiedenen Schweißverfahren ist es möglich, zwei oder mehr Komponenten zu einem neuen Teil zusammenzufügen. Entscheidend sind Qualität und Zuverlässigkeit der Verbindung, dies hat sich von der mittelalterlichen Schmiede bis zu den heutigen Hightech-Anwendungen nicht geändert. Die Schweißtechnik wird abhängig vom gewählten Werkstoff, der Konstruktion und der Stückzahl des Endprodukts gewählt. In diesem Artikel besprechen wir den Hintergrund dieser Wahl und unsere Arbeitsweise im Bereich des Schweißens.

Das Schweißen ist ein komplexes Bearbeitungsverfahren. Die verschiedenen Werkstoffe verlangen, je nach Größe und Blechdicke, jeweils ein spezifisches Schweißverfahren. Aber das Ziel ist bei allen Werkstücken gleich: eine möglichst starke Verbindung von Komponenten. In diesem Artikel behandeln wir die am häufigsten verwendeten Schweißverfahren und die Schweißtechniken, die bei Dumaco eingesetzt werden.

Die wichtigsten Schweißverfahren, die wir bei Dumaco einsetzen, sind:

1. MIG/MAG
2. WIG
3. Laserschweißen
4. Plasmaschweißen
5. Punktschweißen
6. Bolzenschweißen.

Die Schweißverfahren können bei Dumaco auf folgende Weise durchgeführt werden:

• Handschweißen
• Roboterschweißen.

Welche Schweißtechnik eingesetzt wird, hängt von der Anwendung, dem Werkstoff und der Stückzahl der Produkte ab.  Diese Frage wird später noch näher besprochen. Zunächst erläutern wir kurz die bei Dumaco angewandten Techniken.

MIG/ MAG-Schweißen

Je nach zu verschweißendem Werkstoff kann das MIG (Metall-Inertgas-) oder das MAG (Metall-Aktivgas-) Schweißverfahren eingesetzt werden. Beide Verfahren gehören zu den so genannten Lichtbogenschweißverfahren. Das MIG/MAG-Schweißen ist eine Variante des elektrischen Lichtbogenschweißens mit einer Schmelzelektrode. Bei diesem Verfahren wird ein Schweißdraht mechanisch in den Schweißbrenner eingeführt.  Dieser Schweißdraht fungiert als Elektrode und als Zusatzwerkstoff.  Dies führt zu einer erheblichen Optimierung der Schweißgeschwindigkeit. Beim MIG/MAG-Schweißen wird sowohl mit massiven als auch mit Fülldrähten gearbeitet. Fülldrähte ermöglichen eine noch höhere Schweißgeschwindigkeit.

Der Unterschied zwischen den beiden Verfahren besteht in dem Gas, das zum Schutz des Schmelzbades verwendet wird. Das Gas schützt das Schmelzbad vor Verschmutzung und Verbrennung durch aus der Umgebung in das Schmelzbad eindringenden Sauerstoff. Beim MIG-Schweißen verwenden wir ein Schutzgas (Argon und in seltenen Fällen Helium). Beim MAG-Schweißen verwenden wir ein Schutzgas mit Argon als Hauptkomponente und einem Zusatz von Kohlendioxid (CO₂) und gegebenenfalls Sauerstoff. Das MAG-Schweißen unterscheidet sich vom MIG-Schweißen. Das aktive Gas reagiert mit dem Schmelzbad, da es aktiv an den so genannten Gas-Schmelze-Reaktionen beteiligt ist.

Das Schweißen mit CO₂ ist zudem kostengünstiger als mit Schutzgas, was auch der Hauptgrund dafür ist, dass das MAG-Schweißen so häufig eingesetzt wird.

Mit dem MIG- und MAG-Verfahren können alle Arten von Stahl und Edelstahl geschweißt werden.

WIG-Schweißen

Das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) ist ein komplexeres Schweißverfahren. Es erfordert vom Schweißer viel Geschicklichkeit. Der Schweißer bedient den Schweißbrenner mit einer Hand und fügt den Schweißdraht mit der anderen hinzu. Dieses Schweißverfahren dauert länger als das MIG- oder MAG-Schweißen, hat aber auch einen Vorteil: Es ist um einiges präziser. Das WIG-Schweißen wird hauptsächlich zum Schweißen von Aluminium und Edelstahl eingesetzt. Ebenso wie beim MIG-Schweißen wird beim WIG-Schweißen während des Schweißprozesses ein Schutzgas verwendet.

Bei Dumaco wird aufgrund der hygienischen Verarbeitung in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie vielfach das WIG-Schweißverfahren eingesetzt. Daneben wird das WIG-Schweißen zum Schweißen von Rohrleitungen und auch bei schwerere Konstruktionen für die Primerschichten eingesetzt. Danach werden die weiteren Schichten im MIG/MAG-Verfahren abgeschweißt.

Laserschweißen

Das Laserschweißen ist ein Schmelzschweißverfahren mit hoher Energiekonzentration unter Verwendung einer Lichtenergiequelle. Infolge des begrenzten Wärmeeintrags können kleine und feine, hochwertige Verbindungen hergestellt werden. Beim Schweißen selbst lassen sich zwei Verfahren unterscheiden:

1. Das Wärmeleitungsschweißen, d. h. die Verbindung der Werkstücke durch Aneinanderfügen, wobei die Öffnung zwischen den zu verbindenden Werkstoffen nicht größer als 0,1 mm sein darf.
2. Das Lasertiefschweißen, bei dem man beispielsweise zwei Bleche aufeinanderlegt und mittels einer Dampfkapillare (Keyhole) miteinander verbindet.

Ein weiterer großer Vorteil ist unsere Kompetenz im Bereich der Schweißvorrichtungen, wodurch die Kosten niedriger als bei unseren Wettbewerbern ausfallen. Infolgedessen sind die Anlaufkosten beim Laserschweißen besonders günstig.

Plasmaschweißen

Das Plasmaschweißen – offiziell Plasma-Metall-Inertgasschweißen genannt – hat große Ähnlichkeit mit dem WIG-Schweißen. Es ist eine Weiterentwicklung des WIG-Prozesses zur Steigerung der Produktivität. Beim Plasmaschweißen gibt es zwei getrennte Gasströme: Den ersten Gasstrom bildet das Plasmagas, das um die Wolframelektrode strömt und anschließend den Kern des Plasmalichtbogens bildet. Daneben gibt es das Inertgas, das das Schmelzbad schützt. Diese Technik beherrscht Dumaco so gut, dass dabei fast die Qualität des Laserschweißens erreicht wird.

Vorteile des Plasmaschweißens:

1. Hochwertige Verbindung zwischen dünnen Blechen
2. Anwendbar in automatisierten Verfahren
3. Hohe Schweißgeschwindigkeit.

Punktschweißen

Mit der Punktschweißmaschine werden zwei Metallteile mit Presskraft zusammengefügt. Beim zugeführten Schweißstrom ist darauf zu achten, dass die Parameter des Gerätes richtig eingestellt sind. Eine zu schwache Energie führt zu unzureichender Durchschweißung. Eine zu starke Energie erzeugt ein geschmolzenes Produkt. Bei korrekter Einstellung schmilzt das Metall für kurze Zeit, sodass die beiden Teile fest miteinander verbunden werden. Die Verbindung zwischen beiden ist daher nach diesem Schweißprozess extrem stark.

Die Mitarbeiter von Dumaco verfügen über langjährige Erfahrung im Punktschweißen. Wir sorgen für die richtigen Parametereinstellungen, erfüllen hohe Ansprüche und setzen stets auf Qualität. Das Ergebnis ist ein Metallprodukt, an dem das Punktschweißen mit größter Sorgfalt und Genauigkeit durchgeführt wurde. So haben Sie die Gewähr eines Spitzenprodukts.

Bolzenschweißen

Das Stift- oder Bolzenschweißen ist eine Verbindungstechnik zur Befestigung von Bolzen und Stiften an Metallkonstruktionen oder Bauteilen.

Es gibt mehrere Varianten des Bolzenschweißens:

1. Bolzenschweißen mit Kondensatorentladung
   Dieses Verfahren des Bolzenschweißens erzeugt eine „unsichtbare“ Schweißnaht am Blech. Das Schweißgerät erzeugt mit hoher Stromstärke und einer speziell dimensionierten Zündspitze einen Lichtbogen an der zu verschweißenden Bolzenstirnfläche. Der Schweißstrom wird durch die Entladung einer Kondensatorbatterie erzeugt. Sobald das Metall abgekühlt ist, ist die dauerhafte Verbindung hergestellt.
2. Kurzzeitbolzenschweißung oder Kurzschluss-Lichtbogenschweißen
   Diese Technik entspricht dem Bolzenschweißen mit Lichtbogen und Keramikring. Der größte Unterschied besteht in einem höheren Schweißstrom und einer kürzeren Schweißzeit von maximal 0,1 Sekunden. Außerdem hat der Schweißbolzen keine Aluminiumkugel, stattdessen wird ein Schutzgas zugeführt. Ein Vorteil dieser Technik ist die minimale Verfärbung des Werkstücks infolge der kurzen Schweißzeit und der geringen Einbrandtiefe.
3. Bolzenschweißen mit Lichtbogen oder Hubzündungsbolzenschweißen
   Geeignet für größere Durchmesser und auch für Werkstücke mit Materialfehlern, wie Öl, Schmutz und leichten Rost. Beim Bolzenschweißen mit dieser Technik wird während des Schweißprozesses ein Lichtbogen gezogen, indem der Schweißbolzen vom Produkt wegbewegt wird. Zum Ausrichten des Lichtbogens und zum Bilden des Schweißkragens wird ein Keramikring verwendet. Wichtig sind hierbei ein schneller Start des Schweißprozesses, ein stabiler Lichtbogen und die Reinigungswirkung des Schmelzbades. Dafür verwenden wir eine Aluminiumkugel oder ein Flussmittel. Ist die Schweißverbindung hergestellt, kann der Keramikring mühelos entfernt werden.

Möchten Sie mehr über das (Roboter-)Schweißen erfahren? Besuchen Sie unsere Seite Roboterschweißen, wo Sie unser vollständiges Whitepaper zu dieser Technik finden.