Was ist Schweißen? Definition, Arten und Funktionsweise der Verfahren

Schweißen ist ein Verfahren, das in der Metallverarbeitung, im Bauwesen, in der Fertigung und in vielen anderen Bereichen eingesetzt wird.

Von der Reparatur von Maschinen bis zum Fahrzeugbau spielt das Schweißen in zahlreichen britischen Branchen eine entscheidende Rolle. In diesem Leitfaden erfahren Sie, was Schweißen ist, wie es funktioniert, welche gängigen Verfahren und Schweißverbindungen es gibt und wofür es verwendet wird.

Unser Leitfaden ist ein guter Ausgangspunkt, egal ob Sie in der Ausbildung sind oder sich einfach nur informieren wollen.

Was ist Schweißen?

Beim Schweißen handelt es sich um den Prozess des Verbindens von Materialien – normalerweise Metallen – durch Hitze, Druck oder beides. Es gibt verschiedene Arten des Schweißens, z. B. MIG/MAG, WIG oder E-Hand. Jede hat ihre eigenen Vorteile und idealen Einsatzmöglichkeiten.

Wörterbuchdefinition

• (Metallteile) durch Erhitzen und Zusammenfließenlassen der Metalle oder durch Hämmern oder Komprimieren mit oder ohne vorheriges Erhitzen verbinden
• (Kunststoffe) auf ähnliche Weise durch Erhitzen verbinden
• (etwas) mit dieser Methode reparieren
• etwas produzieren oder erschaffen, als ob es durch ein solches Verfahren entstehen würde

Wenn Sie Schweißer sind, können Sie diese Techniken für eine breite Palette von Fertigungs- oder Reparaturaufgaben verwenden.

Wie funktioniert Schweißen?

Werkstoffe miteinander verbinden

Beim Schweißen werden zwei oder mehr Materialien zu einer starken Verbindung verschmolzen. Die zu verbindenden Werkstoffe werden als Grundwerkstoffe bezeichnet. Manchmal wird ein Füllmetall oder Verbrauchsmaterial verwendet, um die Verbindung zu verstärken.

Schweißnähte können wie folgt klassifiziert werden:

• Homogene Schweißnähte – Der Schweißzusatz besteht aus dem gleichen Material wie der Grundwerkstoff
• Heterogene Schweißnähte – Der Schweißzusatz unterscheidet sich vom Grundwerkstoff
• Autogene Schweißungen – Es wird kein Schweißzusatz verwendet, nur die Grundwerkstoffe werden verschmolzen

Durch Hitze oder Druck

Beim Schmelzschweißen (wie MIG-, WIG- oder Stabelektrodenschweißen) werden Grundwerkstoffe und Schweißzusätze durch Hitze miteinander verschmolzen.

Beim Druckschweißen werden Materialien durch Reibung oder Kraft verbunden, manchmal unter gleichzeitiger Anwendung von Wärme.

Beim Schweißprozess entsteht ein geschmolzenes Material, das sogenannte Schweißbad, das erstarrt und eine Verbindung herstellt. Bei einigen Schweißnähten wird Schutzgas verwendet, um die Verbindung vor Defekten oder Verunreinigungen aus der Umgebung zu schützen.

Arten von Schweißverfahren

Hier sind einige der gängigsten Schweißtechniken, die jeweils für unterschiedliche Materialien oder Situationen geeignet sind.

Lichtbogenschweißen

Was ist Lichtbogenschweißen?

In diesem Leitfaden konzentrieren wir uns auf das Lichtbogenschweißen. MIG/MAG-, WIG- und Stabelektrodenschweißen sind alles Unterarten des Lichtbogenschweißens.

Lichtbogenschweißen ist ein gängiges Schweißverfahren, bei dem ein Lichtbogen zur Erzeugung von Hitze verwendet wird, die die Grundmaterialien und das Füllmetall schmilzt und eine starke Verbindung bildet. Damit können viele verschiedene Metalle miteinander verbunden werden.

Diese Schweißart wird häufig im Schwerlastbau verwendet, da dünne Materialien durch die hohe Hitze verzogen werden können.

MIG/MAG-Schweißen

Beim MIG-Schweißen wird eine kontinuierliche Zufuhr einer Drahtelektrode verwendet, die schmilzt, wenn der Lichtbogen die Grundmaterialien erhitzt.

MIG steht für Metall-Inertgas-Schweißen und ist eine von zwei Unterarten des Metallschutzgas-Schweißens (GMAW). Die andere ist das Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG), bei dem aktive Gase wie Helium anstelle von inerten Gasen wie Argon verwendet werden.

Wie funktioniert MIG/MAG-Schweißen?

In beiden Fällen wird das Verfahren mit einem Schweißbrenner oder einer Schweißpistole durchgeführt. Wenn der Abzug des Brenners gedrückt wird:

1. Der Brenner beginnt mit der Zuführung des Schweißdrahtes von einer Drahtvorschubeinheit mit Spule.
2. Zwischen Schweißdraht und Werkstück entsteht ein elektrischer Lichtbogen.
3. Dieser erhitzt das Werkstück, schmilzt den Draht und verschmilzt ihn mit der Fügestelle.
4. Der Brenner gibt einen Schutzgasstrom frei, um die Verbindung und den Draht abzuschirmen.

Bei diesem Verfahren wird Schutzgas (inert bei MIG, aktiv bei MAG) verwendet, um die Schweißnaht vor Verunreinigungen zu schützen.

Wofür wird MIG-Schweißen verwendet?

Aufgrund seiner Geschwindigkeit, Vielseitigkeit und einfachen Automatisierung ist das MIG/MAG-Schweißen eines der am häufigsten verwendeten Schweißverfahren in der Industrie. Im Freien kann es jedoch schwierig sein, dies zu tun, da das Gas weggeweht werden kann.

Zu den üblichen Verwendungszwecken gehören:

• Automobilbau und Fertigung – Wird für Fahrzeugrahmen, Auspuffanlagen und Maschinen verwendet
• Bauwesen und Strukturfertigung – Ideal für Stahlträger, Rohre und Blech
• Schiffbau & Luft- und Raumfahrt – Sorgt für starke, saubere und präzise Schweißnähte in großen Strukturen

Weitere Informationen zum MIG-Schweißen finden Sie in unserem Einsteigerhandbuch zu dieser Technik und ihren Anwendungen.

WIG-Schweißen

Obwohl es einige Ähnlichkeiten zwischen WIG- und MIG/MAG-Schweißen gibt, bestehen auch einige wesentliche Unterschiede.

Wie funktioniert WIG-Schweißen?

Beim WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen) wird mithilfe einer Wolframelektrode ein Lichtbogen erzeugt, der denn Grundwerkstoff schmilzt und ein Schweißbad erzeugt. Im Gegensatz zum MIG/MAG-Schweißen schmilzt die Wolframelektrode nicht.

Stattdessen wird bei Bedarf ein separater Schweißstab manuell in das Bad eingeführt. Zum Schutz der Schweißnaht wird Schutzgas verwendet.

Wofür wird WIG-Schweißen verwendet?

WIG-Schweißen ist ein langsamerer Schweißprozess als MIG, führt aber zu einer stärkeren und schöneren Schweißnaht, wenn es von einem erfahrenen Schweißer durchgeführt wird. Sie müssen das Schweißbad sorgfältig handhaben und den Schweißdraht zuführen.

Zu den üblichen Verwendungszwecken gehören:

• Schweißen einer Vielzahl von Metallen – wie niedriglegierten Stählen, rostfreien Stählen und Aluminium
• Schweißnähte, die stark sein und gut aussehen müssen – WIG-Schweißen bietet mehr Kontrolle über den Prozess
• Schweißnähte, die einen sauberen Prozess erfordern – Beim WIG-Schweißen entstehen keine Funken, Spritzer oder Schlacke

WIG-Schweißen kann aus verschiedenen Positionen durchgeführt werden, wobei Präzision und Qualität wichtiger sind als Geschwindigkeit. Es ist besonders nützlich für die Luft- und Raumfahrt, Lebensmittelausrüstung, hochreine Verarbeitung und den Motorsport.

Weitere Informationen zum WIG-Schweißen finden Sie hier in unserem umfassenden Leitfaden zu diesem Schweißprozess.

Stabelektrodenschweißen

Stabelektrodenschweißen wird auch als Lichtbogenhandschweißen oder E-Hand-Schweißen bezeichnet. Es handelt sich um eine der ältesten Arten des Schweißens.

Wie funktioniert das Stabschweißen?

Anstelle von Schutzgas wird beim Stabelektrodenschweißen eine abschmelzende Elektrode verwendet, die mit Schweißpulver beschichtet ist, um einen Lichtbogen zu erzeugen und das Metall zu schweißen. Beim Stabelektrodenschweißen brennt die Schweißpulverbeschichtung der Elektrodeneinheit ab und erzeugt eine schützende Schlackenschicht.

Nachdem das geschmolzene Schweißbad abgekühlt ist, muss die Schlackenschicht weggeschlagen werden, um die saubere Schweißnaht freizulegen.

Wofür wird Stabschweißen verwendet?

Anders als beim MIG/MAG- und WIG-Schweißen wird beim Stabschweißen kein Flaschengas benötigt. Dies macht es zu einem guten Schweißverfahren für raue Umgebungen oder im Freien. Es funktioniert gut für dicke Materialien, die nicht perfekt aussehen müssen.

Zu den üblichen Verwendungszwecken gehören:

• Bau- und Schwerlastschweißungen – für Baustahl, Brücken und Rohrleitungen
• Reparatur und Wartung – zum Beispiel die Reparatur von landwirtschaftlichen Geräten, Maschinen oder Industrieteilen
• Schweißen im Freien und per Fernsteuerung – Funktioniert möglicherweise bei feuchten, windigen Bedingungen besser als MIG/WIG-Schweißen

Bedenken Sie, dass beim Stabelektrodenschweißen zusätzliche Zeit zum Abtragen der Schlacke benötigt wird. Obwohl das Stabelektrodenschweißen nicht so präzise wie das WIG-Schweißen und nicht so schnell wie das MIG-Schweißen ist, ist es kostengünstig und eignet sich ideal für schmutzige Metalle. Das Schweißgerät ist zudem in der Regel tragbar.

Sie möchten mehr darüber erfahren, wie das Stabelektrodenschweißen funktioniert? Werfen Sie einen Blick in unseren Leitfaden zu den Grundlagen des Stabelektrodenschweißen.

Andere Arten des Lichtbogenschweißens

MIG/MAG-, WIG- und Stabelektrodenschweißen sind gängige Arten des Schweißens, bei denen unsere branchenführende Schweißausrüstung Sie sehr gut unterstützen kann. Es gibt jedoch noch viele andere Arten des Lichtbogenschweißens (und andere Schweißverfahren), darunter die folgenden:

• Das Fülldrahtschweißen (FCAW) ähnelt dem MIG-Schweißen, verwendet jedoch einen schweißpulvergefüllten Draht, der seine eigene Abschirmung erzeugt. Dadurch ist es ideal für das Schweißen im Freien oder unter schweren Bedingungen geeignet, ohne dass Flaschengas erforderlich ist.
• Beim Unterpulverschweißen (SAW) wird der Lichtbogen unter eine Schicht aus körnigem Schweißpulver getaucht, wodurch Spritzer und Verunreinigungen vermieden werden. Es ist ideal für hochwertige Schweißnähte an dicken Materialien.
• Das Plasmaschweißen (PAW) ähnelt dem WIG-Schweißen, verwendet jedoch einen eingeschnürten Lichtbogen, was eine hohe Präzision und einen tiefen Einbrand ermöglicht. Es ist ideal für Hightech-Industrien, die ultrasaubere, hochwertige Schweißnähte erfordern.

Nachdem wir nun die Definition des Schweißens und einige gängige Verfahren erläutert haben, schauen wir uns an, wie Schweißverbindungen funktionieren.

Arten von Schweißverbindungen

Die Wahl der Art und Weise, wie die Werkstoffe miteinander verbunden werden, ist das Schlüsselelement des Schweißens. Die Verbindungen beeinflussen die Festigkeit, das Erscheinungsbild und die Robustheit der Schweißnaht. Im Folgenden werden fünf gängige Verbindungsarten vorgestellt sowie ihre Funktionsweise und ihr Verwendungszweck erläutert.

Lesen Sie unseren speziellen Blogbeitrag über grundlegende Arten von Schweißverbindungen und nützliche Tipps für ein qualitativ hochwertiges Ergebnis. Neben diesen gängigen Verbindungen können auch verschiedene Schweißarten verwendet werden, um starke und dauerhafte Verbindungen herzustellen.

So werden z. B. Nutschweißungen in einer vorbereiteten Nut zwischen zwei Teilen durchgeführt. Sie werden häufig zum Durchschweißen von Strukturen, Rohrleitungen oder Druckbehältern verwendet. Kehlnähte, die eine dreieckige Form bilden, sind bei T-Stücken und Eckstößen üblich und kombinieren eine kosteneffektive Festigkeit mit einem geringeren Bedarf an Schweißzusätzen als Stumpfnähte.

Zu den weiteren Verfahren gehören Lochschweißungen, bei denen runde Löcher gefüllt werden, um überlappende Materialien zu verschmelzen, und Schlitzschweißungen, bei denen Langlöcher zur gleichmäßigen Verteilung der Spannung verwendet werden. Diese können Nieten in Automobil- und Strukturanwendungen ersetzen.

Die Wahl des richtigen Schweißverfahrens für die jeweilige Aufgabe ist wichtig, aber welche praktischen Anwendungen gibt es?

Wofür Schweißen verwendet wird:

Schweißen spielt in zahlreichen Industrien eine entscheidende Rolle, vom Fahrzeugbau bis hin zu Anlagen für grüne Energie.

Fahrzeuge & Maschinen

Bei der Herstellung, Reparatur und Instandhaltung von Fahrzeugen und Maschinen sind Kraft und Geschwindigkeit unabdingbar.

• Aufgrund der kurzen Produktionszeit und des relativ sauberen Finishs ist das MIG/MAG-Schweißen bei Fahrzeugkarosserien beliebt. Sie können jedoch WIG-Schweißen für sauberere, hochpräzise Schweißnähte an dünneren Metallen verwenden.
• Wenn Schweißarbeiten in großem Maßstab erforderlich sind, ist Roboterschweißen oder Schweißautomatisierung eine Option.

Bauwesen

Schweißen spielt im Bauwesen eine wichtige Rolle, beispielsweise bei Gebäuden, Brücken und Rohrleitungen. Im Bauwesen müssen Schweißnähte so beschaffen sein, dass sie schweren Lasten und extremen Wetterbedingungen standhalten.

• Stabelektrodenschweißen wird häufig im Stahlbau verwendet, insbesondere beim Schweißen im Freien oder bei feuchten Schweißbedingungen. Beim Fülldrahtschweißen (FCAW) ist außerdem keine externe Gaszufuhr erforderlich, sodass es sich für Hochleistungsschweißungen an dicken Materialien auf Baustellen bei jedem Wetter eignet.
• Bei manchen Bauanwendungen ist das Aussehen weniger wichtig, die Festigkeit und Haltbarkeit der Schweißnähte sind jedoch von größter Bedeutung. Beim E-Hand- und Fülldraht-Lichtbogenschweißen entsteht Schlacke, aber die Verfahren sind schnell und stabil.

Reparaturen & Wartung

Schweißen wird häufig für Reparaturen und Wartungsarbeiten verwendet, beispielsweise zum Reparieren defekter Teile oder abgenutzter Maschinen.

• Aufgrund seiner Festigkeit, Präzision und Eignung für eine breite Palette von Metallen wird WIG-Schweißen typischerweise für Reparaturen verwendet. Es entstehen saubere und gut aussehende Schweißnähte, aber für eine gute Ausführung sind Zeit und Geschick erforderlich.
• Wegen der Geschwindigkeit ist MIG/MAG-Schweißen eine weitere Option für umfangreiche Reparaturen, insbesondere wenn Kontrolle oder Aussehen keine große Rolle spielen. Auch das Schweißen dickerer Metalle kann mit MIG einfacher sein.

Auch in Spezialbereichen wie der Luft- und Raumfahrt wird geschweißt, wobei Schweißnähte höchster Qualität an ungewöhnlichen Materialien erforderlich sind.

Beim U-Boot-Bau werden E-Hand- und Unterpulverschweißen zum Herstellen starker, langlebiger Schweißnähte an dicken Werkstoffen verwendet, die hohem Druck standhalten müssen. Auch Bastler, Handwerker und Bildhauer nutzen das Schweißen.

Unser Leitfaden sollte Ihnen einen Überblick darüber verschaffen, was Schweißen ist und wie die verschiedenen Schweißprozesse funktionieren.

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