Die Wahl des Schweißzusatzes ist eine der wichtigsten Entscheidungen beim Aluminiumschweißen – und eine der am meisten missverstandenen. Die Verwendung des falschen Drahtes kann zu Heißrissen, ungünstigem Korrosionsverhalten oder Verbindungen führen, die die vorgesehene Festigkeit nicht erreichen, selbst wenn der Rest der Konstruktion korrekt aussieht. Diese Anleitung bietet Ihnen eine praktische, Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Auswahl des richtigen Schweißzusatzes für Ihren Grundwerkstoff, Ihre Anwendung und Ihre Einsatzbedingungen. Selbstverständlich helfen Ihnen unsere Experten von ESAB gerne dabei, den richtigen Schweißzusatz und das für Sie beste Schweißsystem auszuwählen. Schauen Sie nach unseren Lösungen oder kontaktieren Sie uns für weitere Informationen. Gehe zu: Warum die Wahl des Schweißzusatzes beim Aluminiumschweißen wichtig ist Schritt 1: Kennen Sie Ihren Grundwerkstoff Schritt 2: Schweißzusatz an Festigkeitsanforderungen anpassen Schritt 3: Rissempfindlichkeit beachten Schritt 4: Betriebsbedingungen – Korrosion, Temperatur, Ermüdung Schritt 5: Aussehen und Anodisieren Praktische Entscheidungen: 4043 vs 5356 vs 5183 vs 5554/5556 Häufig gestellte Fragen: Aluminium-Schweißzusatz Nächste Schritte mit ESAB Aluminium Solutions Warum die Wahl des Schweißzusatzes beim Aluminiumschweißen wichtig ist Beim Aluminiumschweißen Ist ein Schweißzusatz nicht einfach nur ein Draht, der zum Blech passt. Die Wahl der Legierung beeinflusst, wie leicht sich die Verbindung ohne Heißrisse verschweißen lässt, die Zug- und Scherfestigkeit der fertigen Schweißnaht, die Duktilität, das Korrosionsverhalten und sogar das Aussehen des Bauteils nach dem Anodisieren. Falsch durchgeführt, kann es zu Rissen, schlechtem Korrosionsverhalten oder Verbindungen kommen, die die Auslegungsfestigkeit nicht erreichen – selbst wenn alles andere richtig aussieht. Richtig ausgeführt, wird Aluminium sowohl in der Werkstatt als auch bei Außenreparaturen deutlich berechenbarer. Lernen Sie mehr über Vermeiden von Poren- und Rissbildung. Ziel dieses Artikels ist es, all die technischen Daten in unserem Aluminium-Leitfaden in eine einfach anwendbare Methode zur Auswahl von Schweißzusätzen umzuwandeln: Ausgehend vom Grundwerkstoff und der Anwendung kann man die Auswahl dann anhand von Festigkeit, Rissbeständigkeit, Einsatzbedingungen und Aussehen eingrenzen. Schritt 1: Kennen Sie Ihren Grundwerkstoff Die Auswahl des Schweißzusatzes beginnt immer mit dem Grundwerkstoff. Aluminiumlegierungen werden in Gruppen eingeteilt: 1xxx, 3xxx, 5xxx – nicht aushärtbar (häufig verwendet, wenn Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit wichtig sind). 2xxx, 6xxx, 7xxx – aushärtbar (häufig verwendet für hochfeste Konstruktionen und Strangpressprofile). Die erste Ziffer der Legierungsbezeichnung gibt das Hauptlegierungselement an (1xxx = nahezu reines Aluminium, 5xxx = Magnesium, 6xxx = Magnesium-Silizium usw.). Sobald man die Legierungsfamilie kennt (zum Beispiel 5xxx vs. 6xxx), wird die Liste der sinnvollen Schweißzusatzoptionen viel kürzer. Häufige Muster: 5xxx-Basislegierungen (z. B. 5083, 5086): Üblicherweise werden sie mit 5xxx-Schweißzusätzen wie 5183, 5356, 5556 verarbeitet, um die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu erhalten. 6xxx Basislegierungen (z.B. 6061): Oft werden sie mit 4043 (gute Rissbeständigkeit, leicht zu schweißen) oder 5356 (höhere Festigkeit, bessere Farbanpassung bei der Anodisierung) verschweißt, je nach Priorität. Einige Legierungen wie 2024 und 7075 gelten aufgrund der Heißrissgefahr generell als nicht schweißbar für kritische, tragende Anwendungen und sollten frühzeitig im Designprozess gekennzeichnet werden. Schritt 2: Schweißzusatz an Festigkeitsanforderungen anpassen Als Nächstes sollten Sie sich ansehen, was die Schweißnaht im Betrieb aushalten muss. Bei Schweißungen mit Nahtvorbereitung wird die Schweißgutfestigkeit häufig durch die Wärmeeinflusszone im Grundwerkstoff bestimmt. Bei Kehlnähten hat der Schweißzusatz einen großen Einfluss auf die Scherfestigkeit. Hochfeste 5xxx-Schweißzusätze (5183, 5356, 5556) ermöglichen Kehlnahtschweißungen mit hoher Festigkeit an vielen 5xxx-Basislegierungen. Bei 6xxx-Legierungen ist die Schweißzone in der Regel weicher als der Grundwerkstoff (üblicherweise Behandlungszustand T6). Die Frage sollte nicht lauten ob das Schweißgut die selben Eigenschaften hat wie der Grundwerkstoff, sondern: „Erfüllt die Schweißverbindung mit dem gewählten Schweißzusatz noch die Konstruktionsfestigkeit?“ Erfahren Sie mehr über Verständnis von wärmebehandelbaren und nicht wärmebehandelbaren Legierungen. Ein praktischer Arbeitsablauf: Ermitteln Sie, ob es sich bei der Verbindung hauptsächlich um eine Kehlnaht oder eine Stumpfnaht handelt. Vergleichen Sie mithilfe von Datentabellen die typischen mechanischen Gütewerte von potentiellen Schweißzusätzen in Kombination mit dem zu verarbeitenden Grundwerkstoff. Wählen Sie den Schweißzusatz, der ausreichend Festigkeit bietet und gleichzeitig die Anforderungen an Rissbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfüllt. Schritt 3: Rissempfindlichkeit einplanen Heißrisse gehören zu den schwerwiegendsten Ursachen für das Versagen einer Aluminiumschweißnaht. Dies wird durch die kombinierte chemische Zusammensetzung von Grundwerkstoff und Schweißzusatz sowie durch den Erstarrungsbereich des Schweißgutes bestimmt. Siliziumreiche 4xxx-Schweißzusätze (4043, 4047, 4643) neigen dazu, das Risiko von Heißrissen bei vielen 6xxx-Legierungen zu verringern, da sie den Schmelzbereich senken und das Anfließverhalten verbessern. Magnesiumhaltige 5xxx-Schweißzusätze (5356, 5183, 5556, 5554, 5654) sind in der Regel die richtige Wahl für 5xxx-Basislegierungen, aber bei einigen Kombinationen muss auf eine erhöhte Anfälligkeit für Rissbildung oder Spannungsrisskorrosion bei erhöhter Temperatur geachtet werden. Eine einfache Möglichkeit, darüber nachzudenken: Wenn die Rissbeständigkeit bei 6xxx oberste Priorität hat, ist 4043 oft ein guter Ausgangspunkt. Wenn Sie eine höhere Festigkeit und eine bessere Farbanpassung bei 6xxx benötigen, kann 5356 verwendet werden – allerdings sollte dann mehr Augenmerk auf die Handhabung gelegt werden. Bei 5xxx-Basislegierungen im Transport- und Schiffbau bleiben 5xxx-Schweißzusätze die Standardwahl, wobei die genaue Auswahl von Festigkeit und Temperatur abhängt. Schritt 4: Betriebsbedingungen – Korrosion, Temperatur, Ermüdung Manche Güten lassen sich in der Fertigung vielleicht gut verarbeiten, verhalten sich im Betrieb aber ganz unterschiedlich. Bei der Auswahl des Schweißzusatzes sollten Sie die Umgebungsbedingungen und die Belastung berücksichtigen, die die Schweißnaht sehen wird. Korrosion und Umwelt In Umgebungen mit Meerwasser- und Enteisungssalz-Einflüssen kann die Wahl des Schweißzusatzes Einfluss darauf haben, wie die Schweißverbindung im Verhältnis zum Grundwerkstoff korrodiert. Zum Beispiel: Für 5xxx-Basislegierungen im maritimen Bereich werden häufig Schweißzusätze wie 5183, 5356 oder 5556 verwendet, da sie ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bieten. Bei 6xxx-Strukturen die Salzwasser ausgesetzt sind, kann ein 5xxx-Schweißzusatz gegenüber einem 4xxx-Schweißzusatz bevorzugt werden, wenn Korrosion ein großes Problem darstellt – vorausgesetzt, Rissbildung und Festigkeit bleiben akzeptabel. Erhöhte Temperatur Einige magnesiumhaltige Schweißzusätze werden aufgrund des Risikos von Spannungsrisskorrosion nicht für den dauerhaften Einsatz bei hohen Temperaturen empfohlen. Für Bauteile, die erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind (z. B. bestimmte Tanks oder Strukturen in der Nähe von Wärmequellen), benötigen Sie ein Schweißzusatz, das ausdrücklich als geeignet für Temperaturen oberhalb der üblichen Grenzwerte eingestuft ist. Ermüdung Wenn die Schweißnaht wiederholter Belastung ausgesetzt ist, spielen sowohl das Schweißzusatzmaterial als auch das Schweißnahtprofil eine Rolle. Selbst bei Verwendung des richtigen Schweißzusatzes verringert eine übermäßige Schweißnahtüberhöhung oder Einbrandkerbe die Ermüdungsfestigkeit. Eine gute Nahtvorbereitung und Kontrolle des Einbrandprofils sind unerlässlich, damit die mechanischen Eigenschaften des Schweißzusatzes in der Praxis umgesetzt werden. Schritt 5: Aussehen und Anodisieren In Sichtbereichen von Schweißarbeiten zum Beispiel im Bauwesen, an Schienenfahrzeugen oder Transportfahrzeugen kann das Erscheinungsbild genauso wichtig sein wie die Festigkeit. Unterschiedliche Schweißzusätze reagieren unterschiedlich auf die Anodisierung. Bei 6061 beispielsweise ergibt 4043 oft eine sehr gute Schweißbarkeit, jedoch einen dunkleren, graueren Farbton nach der klaren Anodisierung. 5356 erzeugt typischerweise eine hellere Schweißnaht, die eine höhere Farbähnlichkeit mit dem Grundwerkstoff hat. Selbst wenn Sie einen Schweißzusatz mit einer ausgezeichneten Farbähnlichkeit wählen, kann das Schweißgut dennoch sichtbar sein, da sich das Schweißgut neben einer gewalzten oder extrudierten Oberfläche wie ein Gussteil verhält. Die anodisierte Lage passt sich der Oberflächenstruktur an; sie glättet die Schweißnaht nicht. Durch Oberflächenvorbereitung – leichtes Schleifen, Bürsten oder Glasperlenstrahlen – kann die Schweißnaht nach dem Anodisieren deutlich weniger sichtbar gemacht werden. Praktische Entscheidungen: 4043 vs 5356 vs 5183 vs 5554/5556 Schweißzusatz-Legierung Typische Verwendung Besondere Vorteile Abwägungen / Anmerkungen 4043 (AlSi) 6xxx-Serie und viele Aluminiumgusslegierungen; allgemeine Fertigung, bei der es auf einfache Schweißbarkeit und gasdichte Verbindungen ankommt. Sehr gute Heißrissbeständigkeit; dünnflüssiges Schmelzbad mit gutem Anfließverhalten; gut geeignet für gasdichte Verbindungen und Schweißen in Zwangslagen. Geringere Zugfestigkeit als viele 5xxx-Schweißzusätze; typischerweise dunkleres/graueres Aussehen nach dem Anodisieren im Vergleich zu 5xxx-Schweißzusätzen. 5356 (AlMg ≈5%) 5xxx-Basislegierungen und viele Konstruktionen aus 6xxx-Legierungen im Transportwesen, der Schifffahrt und der allgemeinen Fertigung. Hohe Festigkeit der Kehlnaht; gutes allgemeines Korrosionsverhalten; in der Regel hellere Anodisierungsfarbe bei 6xxx als bei 4043. Bei einigen wärmebehandelbaren Legierungen kann es zu einer erhöhten Rissneigung kommen; eine sorgfältige Prozessführung und Parameterwahl sind daher unerlässlich. 5183 Hochfeste 5xxx-Legierungen (z. B. 5083, 5456) für Anwendungen in der Schifffahrt, im Offshore-Bereich und im Transportwesen. Sehr hohe Festigkeit der Kehlnaht; gute Leistung bei niedrigen Temperaturen bis in den Cryo-Bereich; geeignet für anspruchsvolle Anwendungen. Verfügbarkeit und Kosten können in einigen Regionen von 5356 abweichen; die Auswahl sollte sich nach den Design- und Norm-Anforderungen richten. 5554 / 5556 5xxx-Legierungen, bei denen die Eigenschaften auch bei erhöhten Service-Temperaturen erhalten bleiben müssen (z. B. bestimmte Tanks und Konstruktionen). Ausgewogene Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit; speziell entwickelt für verbesserte Leistung bei Einsatzbedingungen mit höherer Temperatur. Prüfen Sie anhand zur Verfügung stehender Liiteratur stets die Eignung für den jeweiligen Grundwerkstoff und die jeweiligen Servicebedingungen. Die Schweißweiser im ESAB Handbuch für Schweißzusätze können dabei helfen, für eine breite Palette an Grundwerkstoffen den am besten geeigneten Schweißzusatz für die Anwendung unter bestimmten Anforderungen zu finden. Diese Schweißweiser können Sie nutzen, wann immer ein neuer Werkstofftyp eingesetzt werden soll. Häufig gestellte Fragen: Aluminium-Schweißzusatz Welches Schweißzusatzmetall sollte ich für 6061-T6 verwenden?Am häufigsten werden die Legierungen 4043 oder 5356 verwendet. 4043 bietet eine bessere Rissbeständigkeit und ist leichter zu schweißen; 5356 bietet eine höhere Festigkeit und eine bessere Farbübereinstimmung nach dem Anodisieren. Die beste Wahl hängt davon ab, ob für die jeweilige Anwendung Rissbeständigkeit, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder Aussehen Priorität haben. Kann ich 5356 für alle 6xxx-Legierungen verwenden?Nicht ohne vorherige Prüfung. 5356 wird bei vielen 6xxx-Legierungen verwendet, aber Sie sollten immer das Heißrissverhalten, die Servicetemperatur und die Korrosionsanforderungen anhand vorhandener Literatur und den entsprechenden Konstruktionsnormen überprüfen. Welchen Schweißzusatz sollte ich für 5083 im maritimen Service verwenden?Typischerweise werden hochfeste 5xxx-Schweißzusätze wie 5183, 5356 oder 5556 verwendet. Die richtige Wahl hängt von der erforderlichen Verbindungsfestigkeit, der Temperatur und den geltenden Normen ab. Wie wichtig ist die Farbübereinstimmung?Bei rein strukturellen Bauteilen ist die Farbe zweitrangig. Bei eloxierten und sichtbaren Teilen kann dies von entscheidender Bedeutung sein. Sie können eine etwas geringere Festigkeit oder ein anderes Rissverhalten zugunsten eines einheitlichen Erscheinungsbildes in Kauf nehmen, solange die konstruktionsbedingten Sicherheitsreserven eingehalten werden. Gibt es einen einzigen "universellen" Aluminium-Schweißzusatz?Nein. Schweißdrähte wie 4043 und 5356 decken zwar ein breites Spektrum ab, aber am sichersten ist es immer, den Schweißzusatz anhand einer anerkannten Schweißzusatz-Auswahltabelle auf den Grundwerkstoff und die Servicebedingungen abzustimmen. Nächste Schritte mit ESAB Aluminium Solutions Wenn Sie die verschiedenen Schweißzusätze für Ihre Aluminiumarbeiten prüfen, sollten Sie dabei immer das Gesamtbild im Blick behalten. Bestätigen Sie Ihre Schweißzusatzauswahl. Vergleichen Sie Ihre Grundwerkstoffe mit den Schweißzusatz-Tabellen von ESAB, um sicherzustellen, dass Sie den am besten geeigneten Draht hinsichtlich Festigkeit, Rissbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Aussehen verwenden. Überprüfen Sie Ihre Drahtfördersysteme. Vorschubrollen, Zuführschläuche und Stromkontaktrohre müssen alle auf den gewählten Schweißzusatz abgestimmt sein. Egal ob Sie ein manuelles System verwenden – Warrior Edge DX / RobustFeed Edge DX / PP 350w Push-Pull Brenner – oder ein Robotersystem – Aristo Edge / RoboFeed Edge / RT PushPull – der Draht muss sauber zugeführt werden, bevor irgendetwas anderes funktioniert. Richten Sie Ihre Schutzgasstrategie entsprechend aus. Die Auswahl des Schweißzusatzs steht nicht für sich allein. Stellen Sie sicher, dass Ihr Draht, Ihr Prozess und Ihr Schutzgas – Argon oder Argon/Helium – als System zusammenarbeiten. Entdecken Sie die Aluminiumlösungen von ESAB oder kontaktieren Sie uns, wenn Sie eine zweite Meinung benötigen oder Aluminiumverfahren an mehreren Standorten standardisieren möchten. Die Spezialisten von ESAB helfen Ihnen gerne bei der Auswahl der Schweißzusätze und der kompletten Systemeinrichtung für Ihre wichtigsten Anwendungen.