Wie funktioniert Schweißen?

Schweißen ist ein Verfahren zum Verbinden von Metallteilen, bei dem die Kanten des Materials unter starker Hitze in einen flüssigen Zustand versetzt werden. So lassen sich die Teile aneinanderfügen und nach dem Erkalten entsteht eine Schweißnaht. Wie die Schweißnaht am Ende aussieht, ist von verschiedenen Faktoren abhängig: Dazu zählen die Vorbereitung und Form der Naht, das gewählte Schweißverfahren, die Beschaffenheit des verwendeten Geräts – und nicht zuletzt die Fähigkeiten der Person, die die Schweißarbeiten durchführt.

Bevor du mit dem Schweißen anfangen kannst, musst du wissen, welches Schweißgerät sich für Heimwerker am besten eignet. Bei toom Baumarkt erhältst du nicht nur das passende Modell für deinen Bedarf, sondern auch fachkundige Beratung und ggf. eine Einweisung in die Bedienung des Geräts. Das Maximum an Sicherheit und den größten Funktionsumfang bieten Markengeräte.

Ein wichtiges Merkmal bei der Wahl eines Schweißgerätes für Heimwerker ist die Einschaltdauer (ED), die in Prozent angegeben wird. Sie bezieht sich stets auf eine bestimmte Schweißstromstärke, die wiederum in Ampere (A) angegeben wird. Die Angaben finden sich auf dem Typenschild, manchmal sind sie auch Teil der Gerätebezeichnung.

Eine Einschaltdauer von 50 Prozent bei einer Schweißstromstärke von 200 Ampere bedeutet beispielsweise, dass du in 50 Prozent der Zeit mit 200 Ampere schweißen kannst – die restlichen 50 Prozent der Zeit musst du pausieren, da das Gerät abkühlen muss. Der Überlastschutz sorgt dafür, dass der Schweißvorgang unterbrochen wird. Bei einem Gerät mit 30 Prozent Einschaltdauer kannst du hingegen nur in 30 Prozent der Zeit mit der angegebenen Stromstärke schweißen, 70 Prozent der Zeit benötigt das Gerät zur Kühlung.

Ist kein anderer Nutzungszeitraum angegeben, bezieht sich die Angabe auf 10 Minuten. Das bedeutet für unsere beiden Beispiele:

• 200 A/50 %: nach 5 Minuten muss das Gerät 5 Minuten abkühlen
• 200 A/30 %: nach 3 Minuten muss das Gerät 7 Minuten abkühlen

Meist lässt sich die Schweißstromstärke in Stufen regeln: Indem du sie verringerst, erreichst du eine höhere Einschaltdauer. Eine Einschaltdauer von 100 Prozent bedeutet, dass du durchgehend schweißen kannst. Erlaubt ein Schweißgerät eine hohe Einschaltdauer, so spricht dies für seine Qualität – auch, wenn der Anschaffungspreis höher ist, kann sich die Investition auf lange Sicht durchaus auszahlen. Die folgenden Gerätevarianten sind zum Schweißen verfügbar.

Obwohl sie zu den einfachsten Schweißgeräten für Heimwerker gehören, sind sie robust, kostengünstig und bieten ein großes Elektrodenangebot für alle Eisenmetalle. In der Vergangenheit wurden sie zusammen mit einem Schweißtransformator eingesetzt – und brachten somit ein wesentlich höheres Gewicht auf die Waage als moderne Geräte. Heute wird stattdessen auf die Inverter-Technik mit elektronischer Regelung gesetzt. Löste der unveränderliche Einschaltstrom früherer Geräte häufig die Netzsicherung aus, lässt sich der Schweißstrom nun einfach nach Bedarf einstellen.

Diese Geräte werden mit Gas betrieben und sind wesentlich umfangreicher ausgerüstet als  Elektrodenschweißgeräte. Da der Elektrodenwechsel entfällt, ist kontinuierliches Schweißen möglich. Zudem sind die Geräte auch für Eisenmetalle und Aluminiumlegierungen geeignet.

MIG-MAG-Schweißgeräte sind Universalisten. Durch Einstellmöglichkeiten der Gasmenge, des Schweißstroms und des Drahtvorschubs können sie optimal an die jeweilige Arbeit angepasst werden. Geräte mit Schweißströmen bis zu ca. 200 Ampere lassen sich noch aus dem Lichtnetz betreiben. Falls du einen Drehstromanschluss zur Verfügung hast, lohnt sich die Anschaffung eines Gerätes, das von Ein-Phasen-Netzstrom auf Drehstrom umgeschaltet werden kann, was wesentlich höhere Schweißströme ermöglicht. Da die Schweißdrahtrolle im Inneren des Geräts gelagert wird und es über eine Vorschubeinrichtung verfügt, ist es ziemlich groß und schwer. Aus diesem Grund sind MIG-MAG-Schweißgeräte in der Regel mit Rädern ausgestattet. Die Schutzgasflasche lässt sich hinten am Gerät aufhängen. Über einen Brennerschlauch werden Gas und Schweißdraht zum Brenner geleitet.

Schutzgasschweißgeräte mit Wolframelektrode (WIG) sind verfügbar als Modelle für Gleichstromschweißung (DC), aber auch für Gleich- und Wechselstromschweißung (AC/DC) in einem. Auch gelangt das Schutzgas durch einen Schlauch zum Brenner. Den Schweißdraht hingegen musst du per Hand zum Gerät führen – der Vorgang ist mit dem Löten vergleichbar. Möglich ist es bei WIG-Geräten außerdem, statt mit Schutzgas per Elektrode zu schweißen. Dafür musst du lediglich den Brenner entfernen und einen Elektrodenhalter einsetzen.

WIG-Schweißgeräte sind mit AC/DC für Eisenmetalle und Nichteisenmetalle geeignet sowie selbst für dünnste Bleche. Mit ihnen lassen sich außerdem die besten Schweißnähte erzielen. Daher ist in der Regel eher ein AC/DC-Gerät zu empfehlen. Vorteilhaft ist auch, dass sich Markengeräte auf Elektrodenschweißen ohne Schutzgas umschalten lassen. So erhältst du ein wirklich universelles Schweißgerät. Invertergeräte, die aus dem Haushaltsnetz betrieben werden können, ermöglichen Schweißströme bis ca. 200 Ampere, sodass du auch dickere Bleche sicher schweißen kannst.

Grundsätzlich kannst du alle Metalle schweißen, da sie sich alle durch starke Hitze in einen flüssigen Zustand versetzen lassen – also Stähle, Eisen- und Nichteisenmetalle. Bei geringeren Temperaturen lassen sich auch Glas oder Kunststoff schweißen. Je nach Material können unterschiedliche Schweißverfahren besser oder weniger gut geeignet sein. Das Gasschmelzverfahren eignet sich zum Beispiel für unlegierte Stähle, beim MIG-Schweißen können auch legierte Stähle und Nichteisenmetalle geschweißt werden. Die meisten Verfahren sind jedoch auf alle Metalle anwendbar.

Tipp: Sollte das Metall noch nicht ausreichend in Form sein, kannst du es zurechtschneiden. Schau dir hierzu unseren Ratgeber zum Thema Metall sägen an. 

Du hast das passende Schweißgerät und -material. Doch wie funktioniert Schweißen nun und wie schweißt man richtig? Es gibt verschiedene Schweißverfahren, die sich teilweise auch zum Heimwerken eignen. Grob unterscheidbar sind das Gasschweißverfahren und das Lichtbogenschweißen. Mehr dazu erfährst du auch im toom Baumarkt Ratgeber zu Schweißverfahren. Wie du dein Schweißgerät richtig verwendest, erfährst du im Folgenden.

Sicherheit steht beim Schweißen an erster Stelle. Beim Schweißen arbeitest du mit Elektrizität, brennbaren Gasen, Hochdruckgasflaschen und extrem hohen Temperaturen. Aus diesem Grund solltest du niemals brennbare Gegenstände in der Umgebung des Schweißplatzes lagern. Halte dich außerdem an die Vorschriften und Sicherheitshinweise der Gerätehersteller und Gaslieferanten. Arbeite niemals ohne angemessene persönliche Schutzausrüstung.

In erster Linie besteht eine Gefährdung durch hohe Temperaturen und Infrarot-Strahlung sowie beim Elektroschweißen durch die starke UV-Strahlung des Lichtbogens. Beide Strahlungsarten führen auf ungeschützter Haut zu Verbrennungen, besonders gefährdet sind die Augen. Deshalb sind ein Augenschutz sowie Arbeitsschutz unerlässlich. Als Schutzkleidung werden im professionellen Bereich dicke Lederschürzen, Handschuhe und Jacken verwendet. Daran solltest du dich auch beim Heimwerken halten.

Deine Augen schützt du mit Schutzschilden oder Schweißschutzhelmen vor der Strahlung. Die Problematik dabei ist, dass die Schutzgläser so dunkel sind, dass du das Werkstück nicht mehr siehst. Die Schutzschilde verfügen deshalb über einen Schieber, mit dem du die Sichtscheibe freigeben kannst. Dazu benötigst du aber eine Hand, was umständlich ist und beim WIG-Schweißen, wo du beide Hände benötigst, sogar unmöglich. Die beste Lösung ist daher ein automatisch abblendender Schutzhelm. Hier ist die Schutzscheibe im Ruhezustand gut durchsichtig, beim Zünden des Lichtbogens dunkelt sie aber sofort ab. So kannst du dich voll auf das Schweißen konzentrieren. Die etwas höheren Kosten werden dadurch mehr als wettgemacht.

Durch die Brennerhaltung kannst du Einfluss auf die Form der Schweißnaht sowie die Nahtbreite und -tiefe nehmen. Dabei sind sowohl die Brennerneigung als auch der Brennerabstand zu berücksichtigen. Zu unterscheiden sind die stechende, die senkrechte und die schleppende Brennerhaltung:

• stechend: Brennerneigung in Schweißrichtung bis zu 20°, flache, glatte und eher breite Naht, besonders geeignet für dünne Bleche, Chrom-Nickel-Stähle, dünne Kehlnähte und Wurzellagen
• senkrecht: nahezu senkrechte Brennerhaltung, mitteltiefer Einbrand, mittlere Nahtbreite
• schleppend: Brennerneigung entgegen der Schweißrichtung, tiefer Einbrand, hohe und schmale Naht, geeignet für Fallnähte, waagerechte Fülllagen, dickere Kehlnähte und Wurzellagen

Beim Schutzgasschweißen stellt sich die Frage, welches Gas zum Schweißen genutzt werden sollte. Das hängt auch von Material und Schweißverfahren ab. Beim WIG-Schweißen wird häufig Argon verwendet, oft auch Helium. Beide Gase eignen sich gut für Aluminium und Edelstähle. Beim MIG-MAG-Schweißen kommen sie ebenso wie aktiver Sauerstoff oder Stickstoff zum Einsatz. Ein häufiger Zusatzstoff ist Kohlenstoffdioxid.

Den Volumenstrom der Schutzgasmenge kannst du an der Flaschenarmatur einstellen. Dabei ist zu beachten, dass das Manometer zwei Skalen hat, denn durch die unterschiedliche Dichte zwischen Argon oder anderem Schutzgas und CO2 ergeben sich unterschiedliche Durchflussmengen. Die Gasmenge muss richtig eingestellt werden. Bei zu viel Gasströmung gelangen Gasbläschen in die Schmelze und verbleiben dort, wodurch die Schweißnaht (besonders bei Aluminium) porös wird. Bei zu geringer Gasmenge gelangt Luftsauerstoff an die Schmelze.

Die Schweißnahtformen und ihre Bezeichnungen sind in der Norm DIN 1912 festgelegt. Bei der Gestaltung der Schweißnähte gibt es günstige und ungünstige Varianten, wobei die Gestaltung Einfluss auf den Schweißverzug hat. Der Verzug entsteht durch die Schrumpfung der heißen Schweißzone bei der Abkühlung und kann im ungünstigsten Falle zur Unbrauchbarkeit des Werkstücks führen. Indem du das Werkstück gegen die Verzugsrichtung ausrichtest, kann der Verzug teilweise ausgeglichen bzw. durch entsprechende Schweißfolgen gemindert werden. Hierzu ist allerdings eine entsprechende Schweißpraxis erforderlich. Ein Grund mehr, dich für einen Schweißkurs anzumelden!