Die gängigsten Schweißverfahren im Überblick

Schweißen hat nicht nur etwas mit der richtigen Technik zu tun – es gibt auch verschiedene Schweißverfahren. Mit ihnen lassen sich unterschiedliche Ergebnisse erzielen. So kannst du die Form und Beschaffenheit der Schweißnaht beeinflussen. Hier erfährst du, welche Arten von Schweißen es gibt und worin der Unterschied zwischen MIG- und MAG-Schweißen besteht – diese beiden Verfahren sind neben dem WIG-Schweißen nämlich besonders gängig.


Welche Schweißverfahren gibt es?

Schweißer bei der Arbeit

Die Schweißtechnik ist neben der Verschraubungstechnik eine der wichtigsten Verbindungstechniken in der Metallbearbeitung. Schweißverbindungen sind unlösbar und weisen je nach gewähltem Schweißverfahren ähnliche oder gleiche Eigenschaften auf wie der Grundwerkstoff. Beim Schweißen von Metallen wird der Werkstoff an der Schweißstelle auf Schmelztemperatur erhitzt.

Die Schweißung kann bei bestimmten Schweißverfahren und Schweißnahtformen zwar ohne Zusatzwerkstoff erfolgen. Meist ist jedoch ein Schweißwerkstoff erforderlich. Zu den handwerklich am häufigsten eingesetzten Schweißtechniken gehören das Gasschmelzschweißen (autogenes Schweißen) und das Lichtbogenschmelzschweißen. Letzteres lässt sich noch einmal unterteilen in E-Schweißen und Schutzgasschweißen.

Im gewerblichen Bereich setzen alle Schweißverfahren eine umfassende Ausbildung und Erfahrung voraus, die durch regelmäßige Prüfung von den verantwortlichen Organisationen bestätigt werden muss. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Schweißnähte sicherheitsrelevante Funktionen haben. Wenn du beim Heimwerken Schweißverfahren einsetzen möchtest, ist es daher ratsam, einen entsprechenden Kurs zu besuchen.

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Gasschmelzschweißen

Stahlschweißer

Beim Gasschmelzschweißen wird die Schweißstelle durch die Flamme eines Sauerstoff-Brenngas-Gemisches erhitzt. Als Brenngas dient in der Regel Acetylen, mit dem sich eine Flammentemperatur von 3200 °C erreichen lässt. Die Gase werden in der Mischdüse des Brenners gemischt und verbrennen außerhalb der Schweißdüse, deren Größe den Gasdurchsatz und damit die erzeugte Wärmemenge pro Zeiteinheit bestimmt.

Innerhalb der Schweißflamme herrschen verschiedene Temperaturen, was du beim Schweißvorgang auf jeden Fall berücksichtigen solltest. Durch die Schweißflamme wird der Luftsauerstoff von der Schweißnaht ferngehalten. Je nach Mischungsverhältnis von Sauerstoff und Brenngas, das du am Gerät einstellen kannst, erhältst du eine neutrale Flamme, eine Verbrennung mit Gasüberschuss (grünliche Flamme) oder einen Sauerstoffüberschuss (bläuliche Flamme). Bei Gasüberschuss wird die Schweißnaht gehärtet, während Sauerstoffüberschuss eine Versprödung verursacht.

Der Zusatzwerkstoff wird in Form eines Drahtes oder Stabes zugeführt. Mit dem Gasschmelzschweißverfahren kannst du fast alle Metalle miteinander verbinden, Leichtmetalle und ihre Legierungen jedoch nur unter Einschränkungen oder gar nicht. Der Umgang mit Sauerstoff und Brenngas sowie der offenen, stetig brennenden Schweißflamme erfordert besondere persönliche und räumliche Schutzmaßnahmen. Vorteilhaft ist an diesem Schweißverfahren, dass du bei entsprechender Flammengröße auch dünnste Materialien und kleinste Werkstücke kontrolliert schweißen kannst. Gasschmelzschweißverfahren funktionieren zudem unabhängig von Elektrizität und eignen sich deshalb auch für den Außenbereich.


E-Schweißen

Schweißer arbeitet auf Metall

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. Durch Aufsetzen der Elektrode auf das Werkstück entsteht zwischen Elektrode und Werkstück zunächst ein Kurzschluss mit hoher Temperatur, der die Elektrodenspitze zum Schmelzen bringt. Beim Abheben der Elektrode bildet sich zwischen Werkstück und Elektrodenspitze der Lichtbogen.

Beim Gleichstromschweißen entstehen am Pluspol (Werkstück) Temperaturen von ca. 4200 °C, am Minuspol (Elektrode) ca. 3600 °C. Der zwischen Elektrode und Werkstück brennende Lichtbogen schmilzt das Werkstück an der Schweißstelle auf. Gleichzeitig schmilzt die Elektrode ab und tropft in die Schweißstelle, wodurch sich die Schweißnaht bildet. Um den Luftsauerstoff von der Schweißstelle abzuhalten, ist die Elektrode mit einer Umhüllung versehen. 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. Hier siehst du die Vor- und Nachteile des E-Schweißens im Überblick:

  • am Lichtnetz für Elektroden bis ca. 3 mm verwendbar
  • schneller Arbeitsfortschritt
  • für Nichteisenmetalle nur eingeschränkt oder nicht verwendbar
  • weil die Elektrode durch Abbrand kürzer wird, muss die Vorschubbewegung gleichzeitig sowohl horizontal als auch vertikal erfolgen
  • das Schweißen von über 2 mm dicken Blechen ist problematisch

Schutzgasschweißen

Mann schweißt in einer Werkstatt heißen Stahl mit GMAW Schweißer und Schutzausrüstung

Dieses Schweißverfahren funktioniert wie Lichtbogenschmelzschweißen, nur mit einem separat zugeführten Schutzgas. Das Schutzgas umhüllt den Lichtbogen und legt sich über die Schweißstelle, sodass der Luftsauerstoff nicht mit der Schweißstelle reagieren kann. 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

Auf der Schweißnaht bildet sich beim Schutzgasschweißen keine Schlacke. Bei guter Schweißpraxis erübrigt sich daher in vielen Fällen eine Nachbearbeitung der Schweißnaht.


MAG-MIG-Schweißen

Schutzgasschweißen

Beim Metall-Schutzgasschweißen brennt der Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Drahtelektrode und dem Werkstück. Der Schweißstrom fließt über Schleifkontakte innerhalb des Brenners zur Drahtelektrode, die von einem Vorschubgerät im Schweißgerät  durch das hohle Brennerkabel zur Schweißdüse geführt wird. Das Schutzgas wird durch den Brenner geführt, kühlt diesen und umgibt den Lichtbogen sowie die Schweißstelle. Dieses Schweißverfahren gestattet schnelles Schweißen sowohl dünner als auch dicker Schweißnähte und hat sich zu einem wirtschaftlichen Standard entwickelt. Das sind die Vor- und Nachteile auf einen Blick:

  • sehr hohe Schweißgeschwindigkeit
  • Taktschweißen für Dünnblech möglich
  • stetige Drahtzufuhr ermöglicht stetiges Schweißen
  • alle Schweißlagen möglich
  • einfache Handhabung

Was ist MAG-Schweißen?

Die Bezeichnung steht für Metall-Aktiv-Gasschweißen. Als Schutzgas wird ein „aktives“, also reaktionsfreudiges Gas verwendet. Aktive Gase sind zum Beispiel Kohlendioxid (CO2) oder Gemische aus CO2 und Argon. Das MAG-Verfahren wird zum Schweißen von niedrig- und hochlegierten Eisenmetallen sowie einigen korrosionsbeständigen Stählen angewendet. Je nach Werkstoff ist bei Mischgasen ein entsprechender CO2-Gehalt zu wählen.


Was ist MIG-Schweißen?

MIG steht für Metall-Inert-Gasschweißen. Als Schutzgas wird ein „inertes“, also reaktionsträges Gas verwendet. Inerte Gase, die zum Schweißen verwendet werden, sind Edelgase wie Argon oder Helium sowie Gemische aus beiden. Das Verfahren wird zum Schweißen von Aluminiumlegierungen und Edelstählen verwendet.


Wie funktioniert WIG-Schweißen?

Zündung eines WIG-Schweißgeräts

WIG ist die Kurzform für Wolfram-Inert-Gasschweißen. Bei diesem Schweißverfahren brennt der Lichtbogen zwischen einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode und dem Werkstück. Als Schutzgas dienen Argon oder Helium bzw. Mischgase. Sie werden durch einen Schlauch zum Brenner geführt und kühlen gleichzeitig Brenner und Elektrode. Der Schweißzusatz in Stabform wird wie beim Gasschmelzschweißen seitlich zugeführt. Die Zündung erfolgt berührungslos mit überlagerter Hochfrequenz.

Die Brennerführung beim WIG-Schweißen erfordert Übung und eine ruhige Hand. Die Elektrodenspitze darf niemals in das Schmelzbad eintauchen. Das sind die Vor- und Nachteile des Schweißverfahrens:

  • beste Nahtqualität
  • für dünnste Bleche geeignet
  • hervorragend für Alu und Edelstahl
  • sehr gute Nahtkontrolle beim Schweißen
  • langsamer Arbeitsfortschritt
  • hoher Schutzgasverbrauch

Bei Eisenmetallen schweißt du mit Gleichspannung, bei Aluminium mit Wechselspannung. Beim Schweißen von Edelstahl entstehen im Nahtbereich Anlauffarben. Diese musst du durch Schleifen, Bürsten oder Polieren entfernen – sonst bildet sich später Rost.

Bei Aluminium benötigst du wegen der wesentlich höheren Wärmeleitfähigkeit des Materials höhere Stromstärken als bei Eisenmetallen, weil sonst die Schweißstelle nicht heiß genug wird. Die verschiedenen Aluminiumlegierungen weisen unterschiedliche Schweißcharakteristiken auf. Je höher der Siliziumgehalt der Legierung ist, umso höher ist die Gefahr des Durchschmelzens, weil Silizium die Legierung dünnflüssiger macht. Profile enthalten meist 0,5–1 % Silizium und sind noch gut zu schweißen. Gussteile aus Aluminium haben einen sehr hohen Siliziumgehalt und lassen sich deshalb wesentlich schwieriger oder gar nicht schweißen.

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