Die gängigsten Schweißverfahren im Überblick

Das Schweißen gehört zu den Verbindungstechniken und ist ein Verfahren der Metallbearbeitung. Es ermöglicht unlösbare Verbindungen, deren Eigenschaften je nach Schweißverfahren dem Werkstoff ähnlich oder sogar annähernd gleich sind. Eine Schweißverbindung entsteht durch Erhitzen des Werkstoffs auf seine Schmelztemperatur.

Die Schweißung kann bei bestimmten Schweißverfahren und Schweißnahtformen zwar ohne Zusatzwerkstoff erfolgen, meist ist jedoch ein Schweißwerkstoff erforderlich. Überwiegend eingesetzt werden das Gasschmelzschweißen (autogenes Schweißen) und das Lichtbogenschmelzschweißen. Letzteres unterteilt sich in E-Schweißen und Schutzgasschweißen.

Professionell ausgebildete Schweißfachleute verfügen über viel Erfahrung und ihre Arbeit wird regelmäßig überprüft. Schließlich sollen beim Schweißen möglichst sichere Verbindungen erzielt werden. Wenn du beim Heimwerken Schweißverfahren einsetzen möchtest, ist es daher ratsam, einen entsprechenden Kurs zu besuchen.

Beim Gasschmelzschweißen wird die Schweißstelle durch die Flamme eines Sauerstoff-Brenngas-Gemisches erhitzt. Dieses Gemisch entsteht während des Schweißens in der Mischdüse des Brenners. Als Brenngas dient in der Regel Acetylen, mit dem sich eine Flammentemperatur von 3200 °C erreichen lässt. Je nach Größe der Schweißdüse ergibt sich eine bestimmte Wärmemenge, wenn die Gase außerhalb der Düse verbrennen.

Innerhalb der Schweißflamme herrschen verschiedene Temperaturen, was du beim Schweißvorgang auf jeden Fall berücksichtigen solltest. In welchem Verhältnis das Brenngas und der Sauerstoff gemischt werden sollen, ist individuell einstellbar. Ein ausgeglichenes Verhältnis erzeugt eine weiße Flamme, mehr Gas eine grünliche und mehr Sauerstoff eine bläuliche. Bei Gasüberschuss wird die Schweißnaht gehärtet, während Sauerstoffüberschuss eine Versprödung verursacht.

Der Zusatzwerkstoff wird in Form eines Drahtes oder Stabes zugeführt. Die Schweißflamme hält den Sauerstoff aus der Luft vom Werkstück fern. Mit dem Gasschmelzschweißverfahren kannst du fast alle Metalle miteinander verbinden, Leichtmetalle und ihre Legierungen jedoch nur unter Einschränkungen oder gar nicht.

Da der Umgang mit offenem Feuer und den entzündlichen Gasgemischen nicht ungefährlich ist, solltest du geeignete Schutzmaßnahmen ergreifen. Trage also entsprechende Schutzkleidung und sichere den Raum ab. Mit dem Gasschmelzverfahren kannst du selbst dünnste und kleinste Werkstoffe präzise bearbeiten. Außerdem eignet sich das Schweißverfahren auch für die Arbeit im Freien, da du nicht auf einen Stromanschluss angewiesen bist.

Bei diesem Schweißverfahren wird die benötigte Wärme durch einen elektrischen Lichtbogen erzeugt. Es stellt die einfachste Art des Lichtbogenschmelzschweißens dar. Der Schweißzusatz hat die Form einer Stabelektrode – die Gegenelektrode bildet das Werkstück. Zwischen Stab- und Gegenelektrode gibt es zunächst einen Kurzschluss, der mit einer hohen Temperatur einhergeht. Dadurch schmilzt die Spitze der Schweißelektrode. Hebst du sie nun vom Werkstück, erscheint der namensgebende Lichtbogen.

Beim Gleichstromschweißen entstehen am Pluspol (Werkstück) Temperaturen von ca. 4200 °C, am Minuspol (Elektrode) ca. 3600 °C. Der Lichtbogen bringt das Werkstück zum Schmelzen, während auch die Elektrode immer weiter abschmilzt. Sie tropft auf die Schweißstelle, sodass eine Schweißnaht entsteht. Eine spezielle Umhüllung hält den Sauerstoff aus der Luft von der Elektrode fern. Sie verflüssigt sich im Lichtbogen, „schwimmt“ auf der Schweißnaht und erkaltet zur „Schlacke“. Diese schützt die Schweißnaht vor zu schnellem Auskühlen und dem Luftsauerstoff.

Zum E-Schweißen wird nur minimale Ausrüstung benötigt: ein Schweißtransformator oder Inverter, eine Elektrodenzange und die persönliche Arbeitsschutzausrüstung. So eignet sich dieses Schweißverfahren besonders für kleinere Arbeiten im Baustellenbereich. Es liefert schnelle Ergebnisse und eignet sich für Elektroden bis zu einer Größe von 3 mm. Da die Stabelektrode immer kürzer brennt, musst du das Schweißgerät sowohl in vertikale als auch in horizontale Richtung bewegen. Ein Nachteil des Elektrodenschweißens ist, dass es für Nichteisenmetalle eher weniger geeignet ist. Außerdem sollte der Werkstoff nicht mehr als 2 mm dick sein.

Dieses Schweißverfahren funktioniert wie Lichtbogenschmelzschweißen, nur mit einem separat zugeführten Schutzgas. Dieses hüllt den Lichtbogen und die Schweißstelle ein, um so einer Reaktion mit dem Luftsauerstoff vorzubeugen. Der Schweißzusatz wird entweder manuell oder automatisch durch den Brenner zugeführt. Die beiden wichtigsten Schutzgasschweißverfahren sind MAG/MIG und WIG. Die Ausrüstung ist wesentlich umfangreicher als beim E-Schweißen. Sie besteht aus:

• Schweißgerät
• Brenner
• Schutzgasflasche und Armatur
• persönlicher Schutzausrüstung

Bei diesem Verfahren fließt der Schweißstrom im Brenner über Schleifkontakte zur Elektrode, die über das Brennerkabel vom Schweißgerät in die Düse gelangt. Das Schutzgas, das den Lichtbogen und die Schweißstelle einhüllt, kühlt dabei den Brenner. Das MIG-MAG-Verfahren gestattet schnelles Schweißen sowohl dünner als auch dicker Schweißnähte und hat sich zu einem wirtschaftlichen Standard entwickelt. Zudem lassen sich MIG-MAG-Schweißgeräte leicht bedienen und für alle Schweißlagen einsetzen. Auch dünnes Blech kann im Taktschweißverfahren bearbeitet werden.

Beim sogenannten Wolfram-Inert-Gasschweißverfahren ist das Gerät nicht mit der herkömmlichen, sondern einer Wolframelektrode ausgestattet. Diese schmilzt beim Schweißen nicht. Auch hier kommen Gasgemische aus Helium und/oder Argon zum Einsatz. Das Schutzgas läuft durch einen Schlauch zum Brenner und entfaltet dabei eine kühlende Wirkung. Der stabförmige Schweißzusatz wird von der Seite eingeführt.

Wenn du das WIG-Schweißverfahren anwenden möchtest, brauchst du eine ruhige Hand und viel Übung. Wichtig ist, dass du die Elektrode nicht in das Schmelzbad tauchst. Die Arbeit geht etwas langsamer voran als bei anderen Verfahren. Dafür erhältst du hochqualitative und präzise Schweißnähte und kannst selbst dünnste Bleche bearbeiten. Ein Nachteil ist jedoch der relativ hohe Schutzgasverbrauch.

Bei Eisenmetallen schweißt du mit Gleichspannung, bei Aluminium mit Wechselspannung. Bearbeitest du Edelstahl, kann das Material im Bereich der Nähte anlaufen. Die dadurch entstehenden Flecken musst du durch Schleifen, Bürsten oder Polieren entfernen – sonst bildet sich später Rost.

Aluminium leitet Wärme besonders gut. Deshalb ist auch eine höhere Temperatur durch entsprechend hohe Stromstärken nötig. Nur dann wird das Werkstück heiß genug. Doch je nach Legierung gibt es Unterschiede: Bei einem hohen Siliziumgehalt kann es passieren, dass das Material durchschmilzt. Während Aluminiumprofile mit einem Siliziumgehalt von 0,5 bis 1 % noch leicht zu bearbeiten sind, wird es bei stark siliziumhaltigen Gussteilen schwierig.

Wie das Schweißen in der Praxis funktioniert, liest du im toom Baumarkt Ratgeber zur Schweißtechnik.