Nachdem Metallbleche auf die richtige Größe zugeschnitten wurden, müssen sie zusammengefügt werden, um die gewünschte Form zu erhalten und die Anforderungen zu erfüllen. Daher ist das Metallschweißen ein wichtiger Bestandteil der Metallherstellung. Es gibt verschiedene Verfahren zum Metallschweißen. Wissen Sie, welches Verfahren für Ihre Geschäftsanforderungen am besten geeignet ist?
Dieser Artikel beschreibt die verschiedenen Metallschweißverfahren sowie deren Vorteile und Einsatzmöglichkeiten. Darüber hinaus gibt er wichtige Tipps zum Schweißen dünner Bleche für optimale Ergebnisse.
Inhaltsverzeichnis
6 Methoden des Metallschweißens
Als nächstes schauen wir uns die verschiedenen Methoden zum Zusammenschweißen von Blechen genauer an.
MIG-Schweißen
Metall-Inertgasschweißen (MIG) wird auch als Metall-Schutzgasschweißen bezeichnet. Dabei wird eine durchgehende Massivdrahtelektrode mithilfe eines Brenners in ein Schweißbad eingeführt. Der geschmolzene Draht im Bad sorgt dafür, dass die Metallteile miteinander verkleben. Zusätzlich schützt das Gas im Brenner das Schweißbad vor Verunreinigungen aus der Luft.
MIG-Schweißen bietet hohe Festigkeit und Qualität für die meisten Bleche wie Aluminium, Stahl und Edelstahl. Daher ist dieses Schweißverfahren die bevorzugte Wahl im Automobilbau und in der Heimwerkerbranche. Es erfordert keine teure Ausrüstung und ist daher ein kostengünstiges Verfahren.
WIG-Schweißen
Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) ist eine Art Lichtbogenschweißen. Dabei wird eine nicht abschmelzende Wolframelektrode zum Schweißen unter Gleich- oder Wechselstrom verwendet. Wie beim MIG-Schweißen wird ein inertes Schutzgas wie Argon oder Helium zum Schutz vor atmosphärischen Verunreinigungen und Oxidation der Elektrode und des Schmelzbades verwendet.
WIG-Schweißen eignet sich zum Schweißen von Nichteisenmetallen wie Aluminium, Titan, Kupfer, Nickel, Magnesium und Chrom. Es ist ein effektives Verfahren für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Darüber hinaus eignet es sich perfekt für die Herstellung von Motorradrahmen, Türen und Förderrahmen.
Dieses Schweißverfahren bietet den Arbeitern eine bessere Kontrolle und führt zu sauberen, starken Schweißnähten. Allerdings ist dieses Schweißverfahren zeitaufwändig und erfordert besondere Fähigkeiten des Schweißers.
Mehr lesen: Unterschied zwischen MIG- und WIG-Schweißen
Stabschweißen
Schweißen mit Schweißstäben wird auch als Lichtbogenschweißen bezeichnet. Es handelt sich um ein manuelles Lichtbogenschweißverfahren, bei dem ein flussmittelumhüllter Schweißstab als Elektrode verwendet wird. Der Strom der Schweißstromquelle erzeugt einen Lichtbogen zwischen Schweißgut und Elektrode. Es eignet sich zum Schweißen von Hartmetallen wie Eisen und Stahl.
Dieses Schweißverfahren benötigt zudem kein Schutzgas. Durch die Wärmeentwicklung wird die Elektrodenbeschichtung aufgebrochen und eine Schlackenschicht gebildet, die das Schweißbad frei von Verunreinigungen hält. Dank der kompakten Bauweise ist das Schweißverfahren zudem leicht zu transportieren und daher sehr praktisch. Das Elektrodenschweißverfahren erfreut sich in der Bau-, Schiffbau- und Stahlindustrie großer Beliebtheit.
Plasmalichtbogenschweißen
Plasmaschweißen ist ein Verfahren zum Schweißen von Metall mithilfe eines Hochtemperatur-Plasmalichtbogens. Dieses Schweißverfahren ähnelt dem WIG-Schweißen, da beide Verfahren Wolframelektroden verwenden. Beim Plasmaschweißen wird jedoch ein kleinerer Lichtbogen verwendet, und die Elektrode kann am Brennerkörper platziert werden. Druckgas erzeugt dann ein heißes Plasma, das die Metalle schmilzt und sie zu einer starken Schweißnaht verbindet.
Dieses Schweißverfahren verbraucht wenig Strom und ist schnell. Es ermöglicht präzise Schweißnähte und wird daher häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie der Schifffahrt eingesetzt. Wie beim WIG-Schweißen benötigt auch das Plasmaschweißen kein zusätzliches Material zum Füllen der Naht. Darüber hinaus erzeugt das Plasmaschweißen hochwertige Schweißnähte, die kaum Nachbearbeitung erfordern.
Elektronenstrahl- und Laserschweißen
Beim Laser- und Elektronenstrahlschweißen werden Metallteile mittels Laser und Elektronenstrahlen erhitzt und miteinander verschweißt. Im Gegensatz zu anderen Schweißverfahren erfordert dieses Schweißverfahren moderne Maschinen oder automatisierte Roboter. Der Laserstrahl kann auf eine sehr kleine Materialmenge fokussiert werden, um präzises Schweißen zu ermöglichen. Daher ist es ein sehr präzises Schweißverfahren, das sich ideal für kleine, empfindliche Teile eignet.
Es eignet sich auch zum Schweißen von Hartmetallen wie Kohlenstoffstahl, Titan, Edelstahl und Aluminium. Andererseits ist dieses Verfahren auch für Thermoplaste geeignet. Laserschweißen erzeugt ästhetisch ansprechende Produkte und minimiert den Nachbearbeitungsaufwand.
Gasschweißen
Gasschweißen ist ein traditionelles Schweißverfahren, bei dem Hitze zum Einsatz kommt. Dabei werden Metallteile mithilfe der durch die Verbrennung von Kraftstoff (Benzin), Sauerstoff oder Acetylen-Sauerstoff erzeugten Hitze miteinander verschweißt. Durch die Verbrennung dieser Kraftstoffe entsteht eine sehr heiße Flamme, die die Metalloberflächen beim Schweißen schmilzt.
Dieses Verfahren zählt nach wie vor zu den am häufigsten verwendeten Schweißverfahren in der Industrie. Es kann für eine Vielzahl von Metallen eingesetzt werden, darunter Eisen- und Nichteisenmetalle. Darüber hinaus eignet es sich zum Schweißen von Rohren und Schläuchen sowie zur Befestigung von Lüftungs- und Klimaanlagen.
Im Gegensatz zu vielen anderen Schweißverfahren benötigt dieses Verfahren keine Stromquelle. Gasschweißen ist tragbar, kostengünstig und erfordert keine fachmännische Hilfe.
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Wie wählt man ein Metallschweißverfahren aus?
Nachfolgend sind die Oberflächenarten aufgeführt, die beim Schweißen von Blechen auftreten können, und die beste Vorgehensweise beim Umgang mit ihnen.
Flache Oberflächen
Flachflächenschweißen ist das Schweißen auf einer ebenen Fläche. Der Schweißer arbeitet von oben an der Schweißnaht und nutzt die Schwerkraft, um das geschmolzene Metall zu bewegen. Für eine gute Schweißnaht auf einer ebenen Fläche sollte der Schweißkopf in einem 45-Grad-Winkel zum Metall gehalten werden. Außerdem muss die Flamme auf die Stelle gerichtet werden, an der die beiden Metallteile aufeinandertreffen.
MIG- und WIG-Schweißen funktionieren am besten auf ebenen Flächen. Drahtvorschub und Luftstrom funktionieren auf einer ebenen Fläche sehr gut.
Horizontale Flächen
Bei dieser horizontalen Anordnung wird das Blech flach aufgelegt. Die Verschweißung erfolgt jedoch meist auf zwei Arten.
- Kehlnaht: Die Schweißnaht erfolgt dort, wo die flache Oberfläche auf die Oberseite der vertikalen Oberfläche trifft. Die Verbindung besteht aus zwei senkrecht zueinander stehenden Metallstücken, die L-förmig miteinander verbunden sind.
- Abschrägungsschweißen: Die Schweißfläche liegt in einer vertikalen Ebene. Beide zu schweißenden Metallteile liegen in derselben Ebene.
Bei horizontalen Flächen ist es schwierig, ein perfektes Gleichgewicht zwischen WIG- und MIG-Schweißen zu erreichen. Das Stabschweißen hingegen eignet sich ideal für die Arbeit an horizontalen Flächen.
Vertikale Flächen
Diese Art von Schweißrohr steht aufrecht, wobei die aufrechte Oberfläche dem Schweißer zugewandt ist. Beim Schweißen fließt das flüssige Metall in der Regel nach unten und sammelt sich an einer Stelle. Daher muss der Schweißer den Metallfluss kontrollieren. Dies bedeutet, dass er den Brenner in einem 45-Grad-Winkel zum Blech hält und die Elektrode zwischen Flamme und Schweißbad platziert.
Stabschweißen ist das beste Verfahren zum Schweißen vertikaler Flächen. Der Schweißer variiert üblicherweise den Schweißwinkel, um die Schweißfläche flach oder horizontal erscheinen zu lassen und so die Arbeit zu erleichtern.
Überkopfflächen
Das Schweißen über Kopf ist am schwierigsten. Wie der Name schon sagt, schweißt man dabei ein Werkstück über dem Kopf. Beim Schweißen neigt das geschmolzene Metall dazu, abzutropfen. Um das Schweißen in der Höhe zu erleichtern, verkleinern Sie das Schweißbad. Achten Sie darauf, genügend Füllmaterial hinzuzufügen, um eine stabile Schweißnaht zu erhalten.
Für diesen Aufbau ist Stabschweißen die beste Methode. Überkopfschweißen ist in Blechbearbeitungsbetrieben zudem nicht üblich.
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Tipps zum Schweißen von Blechen
Beim Metallschweißen ist es wichtig, dass die Schweißfläche ausreichend stabil ist. Im Folgenden finden Sie einige einfache Tipps zum Metallschweißen.
Auswahl des Füllmetalls
Es ist wichtig, ein Schweißzusatzwerkstoff zu wählen, der der Festigkeit und den Eigenschaften des Projekts entspricht. Dies liegt daran, dass der Schweißzusatz dünner als das Blech sein muss. Wenn Sie dünnes Metall mit einer Dicke von 1 mm schweißen, ist ein Schweißzusatz von 0,6 mm die beste Wahl.
Dünnere Drähte benötigen weniger Hitze zum Schmelzen. Das bedeutet ein geringeres Überhitzungsrisiko und bessere Schweißergebnisse. Darüber hinaus trägt die Wahl des richtigen Schweißzusatzes dazu bei, das Risiko von Rost, Rissen und anderen Problemen zu verringern.
Einsatz von Skip-Schweißtechniken
Beim Übersprungschweißen wird ein dünnes Blech an kritischen Stellen mit einer Reihe von Nähten oder kurzen Schweißnähten fixiert. Nach einigen Minuten Abkühlzeit kann der Schweißer mit dem Schweißen der zuvor ausgelassenen Bereiche beginnen.
Durch das Übersprungschweißen wird verhindert, dass sich das Metall aufgrund ungleichmäßiger Hitze verbiegt oder verdreht. Bewegen Sie den Brenner beim Schweißen außerdem nicht hin und her. Dadurch entsteht zu viel Hitze. Bewegen Sie den Brenner stattdessen schnell und gerade.
Punktschweißtechniken verwenden
Punktschweißen ist eine gute Methode, um Überhitzung und Durchbrennen zu vermeiden. Bei dieser Schweißtechnik werden die Metallteile mit einer kleinen temporären Schweißnaht zusammengehalten, bis sie vollständig verschweißt sind. Um ein Durchbrennen zu verhindern, ist es wichtig, dass die Teile mit einem Abstand von 1 mm zusammengehalten werden. Anschließend werden kleine Punktschweißungen vorgenommen, bis die Naht vollständig bedeckt ist.
Verwendung von Feindraht
Wählen Sie beim MIG-Schweißen mit Massivdrahtelektroden immer den feinsten verfügbaren Draht. Feiner Draht ermöglicht dem Schweißer eine bessere Kontrolle. Da weniger Ablagerungen entstehen, lassen sich Fehler leichter korrigieren. Zudem benötigt feinerer Draht weniger Hitze zum Schmelzen. Daher ist übermäßige Hitze weniger problematisch.
Für die Bearbeitung dünner und leichter Bleche wird üblicherweise ein Draht von 0,023 oder 0,024 Zoll empfohlen. Beim Schweißen von Blechen mit einer Dicke von 18 Zoll oder mehr ist jedoch ein Draht von 0,030 Zoll möglicherweise die beste Wahl.
Verwendung einer kleinen Elektrode
Achten Sie darauf, einen Elektrodenstab zu verwenden, der dünner als das Metall ist. Außerdem sollten Elektroden kleiner als ⅛ Zoll verwendet werden. Kleinere Elektroden erzeugen weniger Wärme und ziehen weniger Strom, was einem Durchbrennen vorbeugt. Dadurch kann die Elektrode dünner geschliffen werden, um einen konzentrierten Lichtbogen zu erzeugen.
Festklemmen der Trägerplatte
Das Festklemmen des Stützstabs am Metall trägt dazu bei, dass es schneller abkühlt, als wenn man das Metall von selbst abkühlen lässt. Der Stützstab absorbiert die Wärme des Metalls und verhindert so, dass sich das Metall verzieht oder durchbrennt.
Metallstäbe bestehen meist aus Kupfer oder Aluminium, da diese Wärme gut leiten. Zudem ist darauf zu achten, dass die Stützstäbe sicher am Werkstück befestigt sind, damit die Wärme gut übertragen werden kann.
Verwendung von Schutzgas auf Argonbasis
Beim Schweißen sollten Schutzgase mit hohem Argonanteil verwendet werden. Ein übliches Gemisch aus Argon und Kohlendioxid beträgt beispielsweise 75 zu 25.
Ein Schutzgas mit hohem Argonanteil wird gewählt, da Argon weniger Wärme erzeugt. Darüber hinaus kann beim WIG- oder MIG-Schweißen von Aluminium reines Argon zum Schutz erforderlich sein.
Montage- und Verbindungsdesign
Das Schweißen dünner Bleche ist eine Herausforderung. Da es kaum Spielraum für Fehler gibt, ist eine feste und sichere Passung erforderlich. Der Abstand zwischen den beiden Metallteilen sollte klein sein, um ein Durchbrennen zu vermeiden, da die Löcher Wärme absorbieren.
Schweißer sollten außerdem zweimal messen und dann einmal schneiden. Manchmal muss die Form der Verbindung geändert werden, damit sie mehr Hitze aushält.
Zusammenfassend
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Häufig gestellte Fragen
Welches Schweißverfahren eignet sich am besten für dünne Metalle?
WIG-Schweißen ist die beste Methode zum Schweißen dünner Metallteile. Denn WIG-Schweißen ist sehr präzise und konzentriert sich auf den zu schweißenden Bereich. Dadurch ist die Oberfläche des geschweißten Teils glatt und filigran.
Kann ich Aluminium mit Wechsel- oder Gleichstrom MIG-schweißen?
Zum Aluminiumschweißen kann sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstrom-MIG-Schweißen verwendet werden. Gleichstromschweißen ist eine gängige Art des MIG-Schweißens und deutlich schneller. Dies liegt daran, dass weder Wechselstrom- noch Gleichstromgeräte erforderlich sind.
Welches ist das dünnste Blech, das geschweißt werden kann?
Das Schweißen sehr dünner Metalle erfordert Facharbeiter, die die eingesetzte Wärmemenge sorgfältig kontrollieren. Mit der richtigen Wärmekontrolle können Sie mit MIG-Schweißen Bleche mit einer Dicke von bis zu 0,8 Millimetern schweißen. Darüber hinaus können mit WIG-Schweißen Bleche mit einer Dicke von bis zu 0,6 Millimetern oder sogar noch dünner geschweißt werden.