Unterschied zwischen Schweißen, Hartlöten und Weichlöten

Schweißen, Hartlöten und Weichlöten: Den Unterschied verstehen

Schweiß-, Hartlöt- und Weichlöttechniken werden verwendet, um zwei oder mehr Materialstücke, insbesondere Metalle, durch Wärme zu verbinden. Die Techniken werden auch verwendet, um Lücken zwischen den Metallteilen zu füllen. Die Hauptunterschiede zwischen Schweißen, Hartlöten und Löten beziehen sich auf zwei Schlüsselfaktoren – die verwendete Temperatur und deren Einfluss auf den Zustand des Grundmaterials. Jedes Verfahren kann unterschiedlich angewandt werden. Welche Technik ist also die beste? Dies hängt von der Art des verwendeten Materials, der gewünschten Festigkeit und der Anwendung ab. Sehen wir uns die einzelnen Verfahren und ihre Unterschiede, Vorteile, Nachteile und Anwendungen an.

Wie das Schweißen funktioniert

Beim Schweißen werden zwei oder mehr Metalle durch Schmelzen und Verschmelzen verbunden, meist unter Zugabe von Schweißzusätzen und Schutzgasen. Die entstehende Verbindung ist genauso stark wie die Metalle oder sogar stärker als diese. Die Wärme wird direkt auf die zu verbindende Stelle konzentriert. Die angewandte Hitze sollte hoch genug sein, um die Grundmetalle (Metalle, die verbunden werden) und die Zusatzwerkstoffe zu schmelzen. Daher muss die Schweißtemperatur am Schmelzpunkt der Grundmetalle angesetzt werden.

Das Schweißen eignet sich zum Verbinden großer Baugruppen. Beim Schweißen entstehen jedoch unregelmäßige Raupen, so dass das Verfahren ungeeignet ist für Anwendungen, die gut aussehende Verbindungen erfordern.

Zu den verschiedenen Schweißverfahren gehören:

Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW)

Metall-Schutzgasschweißen (SMAW)

Fülldrahtschweißen (FCAW)

Wolfram-Inertgasschweißen (GTAW)

Vorteile des Schweißens

• Schweißen erzeugt stärkere Verbindungen als Hart- und Weichlöten
• Schweißverbindungen sind für Hochtemperaturanwendungen geeignet
• Schweißen kann sowohl dünne als auch dicke Materialabschnitte verbinden

Nachteile des Schweißens

• Eine hohe Verarbeitungstemperatur verursacht im Vergleich zum Hart- und Weichlöten einen größeren thermischen Verzug und Eigenspannungen in den Verbindungen
• Eine Nachbehandlung ist erforderlich, um die Restspannung der Verbindung abzubauen
• Das Schweißverfahren ist ungeeignet, um ungleiche Metalle zu verbinden
• Die Schweißnaht weist normalerweise unregelmäßige Raupen auf, so dass die Methode nicht geeignet ist, wenn das Aussehen entscheidend ist

Schweißanwendungen

Schweißverfahren werden in der Fertigung, im Bauwesen, im Transportwesen und in Reparaturwerkstätten eingesetzt. Einige Beispiele für Schweißanwendungen sind Roboterbaugruppen, Baukonstruktionen, Brücken, die Herstellung von Druckbehältern, Flugzeugen, Pipelines, Eisenbahnschienen und Reisebussen.

Wie das Hartlöten funktioniert

Das Hartlöten verbindet zwei oder mehr Werkstoffe durch Einschmelzen eines Zusatzmetalls in die Fugen der Grundwerkstoffe, wodurch feste Verbindungen entstehen. Beim Hartlöten werden die Grundmetalle nicht geschmolzen, um sie miteinander zu verbinden. Daher muss die Löttemperatur niedriger sein als die Schmelzpunkte der verwendeten Grundmetalle. Beim Hartlöten entsteht eine metallurgische Verbindung zwischen den Oberflächen der zu verbindenden Metalle und dem Zusatzwerkstoff. Das Verfahren erfordert einen kleinen Fugenabstand, um das geschmolzene Zusatzmaterial durch Kapillarwirkung in die Fuge zu ziehen, wenn die Metalle eine Temperatur über 450 °C (840 °F) erreichen.

Beim Hartlöten wird den zu verbindenden Grundmetallen Wärme zugeführt. Das Zusatzmaterial wird dann mit den erhitzten Grundmetallen in Kontakt gebracht, um es sofort zu schmelzen. Der geschmolzene Zusatzwerkstoff wird durch Kapillarwirkung vollständig in den kleinen Fugenabstand gezogen, um eine Lötverbindung zu bilden. Zu den verschiedenen Arten des Lötens gehören Brenner-, Ofen-, Induktions- und Widerstandslöten.

Vorteile des Hartlötens

• Im Vergleich zum Schweißen sind eine geringe Stromzufuhr und eine niedrige Verarbeitungstemperatur (zwischen 1150 °F und 1600 °F bzw. 620 °C und 870 °C) erforderlich, wodurch Energiekosten eingespart werden.
• Kann unterschiedliche Metalle mit Flussmitteln oder flussmittelbeschichteten Legierungen verbinden
• Erzeugt eine stärkere Verbindung als Löten Richtiges Hartlöten kann zu Verbindungen führen, die stärker sind als das Grundmetall.
• Im Gegensatz zum Schweißen entstehen beim Hartlöten glatte Verbindungen mit gleichmäßigen Raupen, so dass sich das Verfahren für Anwendungen eignet, bei denen das Aussehen entscheidend ist.
• Im Vergleich zum Schweißen werden aufgrund der niedrigen Verarbeitungstemperatur Verbindungen mit minimalen Eigenspannungen und minimalem Wärmeverzug hergestellt.
• Erfordert keine Wärmebehandlung nach der Verarbeitung, was zu Kosteneinsparungen führt
• Die Grundmetalle schmelzen nicht und erhalten so die meisten ihrer physikalischen Eigenschaften
• Das Hartlöten ist leichter zu erlernen als Schweißen

Nachteile des Hartlötens

• Lötverbindungen haben eine geringere Festigkeit als Schweißverbindungen
• Im Gegensatz zu Schweißverbindungen sind Lötverbindungen nicht für Hochtemperaturanwendungen geeignet
• Flussmittel können giftige Bestandteile enthalten

Hartlötanwendungen

Das Hartlöten eignet sich für folgende Anwendungen: Heizkörper, Automobile, Gläser, elektromechanischen Systeme, Tanks, Achsen, Beleuchtung und Leuchten, Sonnenkollektoren, Kalibrierinstrumente, Röhrenlösungen, Schmuck und Silberwaren, Hartmetall und Diamanten.

Wie Weichlöten funktioniert

Beim Weichlöten werden Metalle durch Einschmelzen eines Zusatzwerkstoffs in die Fugen der Grundwerkstoffe verbunden, um eine feste Verbindung herzustellen. Der Prozess wird bei einer Temperatur von unter 450 °C durchgeführt, die weit unter der Schweiß- und Hartlöttemperatur liegt. Das Lötverfahren kann eine Kapillarwirkung zur Herstellung der Verbindung erfordern, was aber nicht unbedingt erforderlich ist. Das Verfahren kann verwendet werden, um verschiedene Metalle einschließlich Gold, Messing und Kupfer zu verbinden. Das Löten wird in zwei Arten eingeteilt – Hartlöten und Weichlöten. Wie beim Hartlöten werden auch beim Weichlöten Flussmittel verwendet, um die mechanischen Eigenschaften des Metalls zu verbessern und zu stärken.

Das Weichlöten scheint dem Schweißen ähnlich zu sein, aber es wird anders angewandt. Lötzinn ist weich und in Tuben und Rollen erhältlich. Weichlot wird häufig in elektronischen Geräten verwendet, da so eine elektronische Verbindung der Teile ermöglicht wird. Im Vergleich zum Schweißen und Hartlöten ist die Lötverbindung schwächer, ermöglicht jedoch, dass die verbundenen Teile Strom leiten.

Die American Welding Society (AWS) klassifiziert das Weichlöten als Flüssig-Feststoff-Verbindungsverfahren. Flüssig bedeutet, dass das Zusatzmaterial geschmolzen ist, und fest bedeutet, dass die Grundmaterialien nicht geschmolzen sind.

Vorteile des Weichlötens

• Das Verfahren eignet sich zum Verbinden unterschiedlicher Metalle mit verschiedenen Dicken.
• Da beim Weichlöten keine große Hitze entsteht, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass die Basismaterialien beschädigt werden
• Die Neuausrichtung ist beim Weichlöten einfach.

Nachteile des Weichlötens

• Erzeugt Verbindungen mit geringer Festigkeit im Vergleich zu Schweißen und Hartlöten, wodurch das Verfahren für tragende Anwendungen ungeeignet ist
• Weichlötverbindungen sind für Hochtemperaturanwendungen ungeeignet
• Das Verfahren kann nicht verwendet werden, um große Abschnitte zu verbinden
• Flussmittel können giftige Bestandteile enthalten

Weichlötanwendungen

Das Weichlötverfahren wird zum Verbinden von Metallwerkstücken in den Bereichen Heizung, Elektronik, Klimaanlagen, Sprinkleranlagen, Heizkörper, Buntglasarbeiten, Schmuck, Automobile und Sanitär verwendet.

Fazit

Schweiß-, Hartlöt- und Weichlötverfahren funktionieren unterschiedlich und werden unterschiedlich angewandt. Die Unterschiede zwischen den Verfahren beziehen sich auf zwei Schlüsselfaktoren – die verwendete Temperatur und deren Einfluss auf den Zustand des Grundmaterials. Die Auswahl der Verbindungsmethode hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Zu den Faktoren, die Sie bei der Auswahl einer Verbindungstechnik berücksichtigen müssen, gehören die Größe der Baugruppe, die Art und Dicke der Grundmaterialien, die gewünschte Festigkeit und Anforderungen, die Stellen oder Verbindungen erfüllen müssen. Mit etwas Übung können Sie jede dieser Techniken meistern.