Schwei├čen

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Schwei├čen
Lichtbogenhandschwei├čen

Unter Schwei├čen versteht man (gem├Ą├č EN 14610 und DIN 1910-100) ÔÇ×das unl├Âsbare Verbinden von Bauteilen unter Anwendung von W├Ąrme oder Druck, mit oder ohne Schwei├čzusatzwerkstoffenÔÇť. Von allen Verfahren ist das Schmelzschwei├čen das bekannteste, wobei die zu verbindenden Werkstoffe bis zu deren Verfl├╝ssigung erhitzt werden und sich vermischen, so dass sie nach dem Erstarren fest miteinander verbunden sind.

Inhaltsverzeichnis

Zweck des Schwei├čens

Sto├čarten:
1. Stumpfsto├č, z. B. f├╝r I-Naht
2. Sto├č f├╝r V-Naht
3. ├ťberlappungssto├č, f├╝r Punktnaht
4. T-Sto├č f├╝r Kehlnaht

Bei der Begriffsbestimmung wird nach dem Zweck des Schwei├čens zwischen der Verbindungs- und Auftragschwei├čung unterschieden. Verbindungsschwei├čen ist das Zusammenf├╝gen (DIN 8580) von Werkst├╝cken, beispielsweise mit einer Rohrl├Ąngsnaht. Auftragschwei├čen ist das Beschichten (DIN 8580) eines Werkst├╝ckes durch Schwei├čen. Sind der Grund- und der Auftragwerkstoff unterschiedlich, wird unterschieden zwischen Auftragschwei├čen von Panzerungen, Plattierungen und Pufferschichten.

Schmelzschwei├čen ist Schwei├čen bei ├Ârtlich begrenztem Schmelzfluss, ohne Anwendung von Kraft mit oder ohne gleichartigem Schwei├čzusatz (ISO 857-1). Im Gegensatz zum L├Âten wird dabei die Liquidustemperatur der Grundwerkstoffe ├╝berschritten. Prinzipiell k├Ânnen alle Materialien, die in die schmelzfl├╝ssige Phase ├╝berf├╝hrbar sind, durch Schwei├čen verbunden werden. H├Ąufigste Anwendung findet das Schwei├čen bei der stoffschl├╝ssigen Verbindung von Metallen, Thermoplasten oder auch beim Glas sowohl bei Gebrauchsprodukten, als auch zur Verbindung von Glasfasern in der Nachrichtentechnik. Die Verbindung erfolgt je nach Schwei├čverfahren mit einer Schwei├čnaht oder einem Schwei├čpunkt, beim Reibverschwei├čen auch fl├Ąchig. Die zum Schwei├čen notwendige Energie wird von au├čen zugef├╝hrt. Der Begriff Bahnschwei├čen wird bei Verwendung von Robotern f├╝r das automatisierte Schwei├čen verwendet. [1]

Einfluss der Schwei├čung auf den Grundwerkstoff

Der Grundwerkstoff kann durch die Schwei├čw├Ąrme und die anschlie├čende verh├Ąltnism├Ą├čig schnelle Abk├╝hlung nachteilige Eigenschaften aufweisen. Abh├Ąngig vom Werkstoff kann beispielsweise eine Aufh├Ąrtung oder Verspr├Âdung verursacht werden. Dem kann durch eine Vielzahl von Gegenma├čnahmen in der Fertigung begegnet werden. Dazu z├Ąhlen schwei├čtechnische Ma├čnahmen, wie zum Beispiel die Auswahl geeigneter Schwei├čverfahren, Vorw├Ąrmung des Werkst├╝cks ebenso wie konstruktive- und fertigungstechnische Ma├čnahmen, beispielsweise die richtige Schwei├č- und damit Zusammenbaufolge, Auswahl geeigneter Nahtformen und, sofern Wahlm├Âglichkeit vorhanden, die Auswahl des richtigen Grundwerkstoffs.

Schwei├čeignung des Stahls

St├Ąhle mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,22 % gelten nur noch als bedingt schwei├čbar, es sind zus├Ątzliche Ma├čnahmen wie beispielsweise das Vorw├Ąrmen erforderlich. Der Kohlenstoffgehalt des Stahls alleine macht jedoch keine Aussage ├╝ber die Schwei├čbarkeit, da diese auch von vielen anderen Legierungselementen beeinflusst wird. Zur Beurteilung wird daher das Kohlenstoff├Ąquivalent (CEV) ber├╝cksichtigt. Bei vielen Bauteilen sind, abh├Ąngig von Konstruktion und Werkstoff, zur Vermeidung von Rissbildung und Br├╝chen (Terrassenbr├╝che), Zusatzma├čnahmen erforderlich, Vorw├Ąrmen oder langsames Abk├╝hlen, Spannungsarmgl├╝hen oder Pufferschwei├čungen. Im Allgemeinen sind hoch- oder h├Âherlegierte St├Ąhle schwieriger schwei├čbar und erfordern besonderes Wissen und Kontrollen des Fertigers. In allen Unternehmen wird unter anderem auch deshalb, neben den zwingend erforderlichen gepr├╝ften Schwei├čern, eine verantwortliche Schwei├čaufsicht bestellt. Ohne Bestellung ist der Firmeninhaber automatisch haftende Schwei├čaufsicht. Ab der Klasse B muss speziell ausgebildetes Schwei├čfachpersonal, wie beispielsweise Schwei├čfachingenieur/techniker/mann eingesetzt werden, um die n├Âtige fachtechnische Begleitung der Schwei├čarbeiten zu gew├Ąhrleisten. [2]

Feuerschwei├čen

Schmiedefeuer, unverzichtbar zum Feuerschwei├čen

Das Feuerschwei├čen ist die ├Ąlteste bekannte Schwei├čmethode. Dabei werden die zu verbindenden Metalle im Feuer unter Luftabschluss in einen teigigen Zustand gebracht und anschlie├čend durch gro├čen Druck, zum Beispiel durch Hammerschl├Ąge, miteinander verbunden. Diese d├╝rfen anfangs nicht zu stark sein, da sonst die zu verbindenden Teile wieder auseinander geprellt werden. Im Gegensatz zu den meisten anderen Schwei├čmethoden wird der Stahl hierbei nicht aufgeschmolzen. Luftabschluss ist n├Âtig, damit die Oberfl├Ąchen bei Schwei├čtemperatur (1200 bis 1300 ┬░C) nicht oxidieren. Urspr├╝nglich wurde Luftabschluss durch eine stark reduzierende Flamme bzw. feink├Ârnigen Flusssand erreicht, wobei es schwierig war, einen solchen Sand mit dem richtigen Schmelzpunkt zu finden. Heutzutage benutzt man Borax, welches sich wie eine fl├╝ssige Haut ├╝ber die Stahlteile legt und diese dadurch vor Oxidangriff sch├╝tzt. Mit Feuerschwei├čen wurden fr├╝her vom Schmied unter anderem Waffen geschmiedet, zum Beispiel Dolche und Schwerter aus Damaszener Stahl.[3]

Gasschmelzschwei├čen

Autogenschwei├čung mit Zusatzdraht an einer Automobilkarosserie

Beim Gasschmelzschwei├čen (G) nach ISO 857-1 (Gasschmelzschwei├čen mit der Sauerstoff-Acetylen-Flamme, EN ISO 4063: Prozess 311) wird das Metall durch Verbrennungsgase, in der Regel eines Acetylen-Sauerstoff-Gemisches, erhitzt. Die Temperatur der Flamme betr├Ągt dabei etwa 3200 ┬░C. In der Regel wird ein Schwei├čdraht als Zusatzwerkstoff verwendet. Die Gasflamme schirmt das Schwei├čbad gegen├╝ber der umgebenden Atmosph├Ąre ab; bei neutraler Einstellung des Brenners wird in dem Bereich der Flamme, der zum Schwei├čen verwendet wird, exakt so viel Sauerstoff zugef├╝hrt, wie das Acetylen f├╝r die Verbrennung ben├Âtigt.

Das Gasschmelzverfahren eignet sich sowohl f├╝r Schwei├čarbeiten im Werk als auch auf der Baustelle. Je nach Art der Zusatzdrahtf├╝hrung unterscheidet man das ÔÇ×Nach-Links-Schwei├čenÔÇť, bei dem der Draht in Schwei├črichtung vor dem Schmelzbad gef├╝hrt wird, oder das ÔÇ×Nach-Rechts-Schwei├čenÔÇť, bei dem die Flamme vor dem Draht gef├╝hrt wird. Durch den gro├čen W├Ąrmeeinflussbereich wird ein hoher Verzug am Werkst├╝ck hervorgerufen. Das relativ langsame Verfahren eignet sich in erster Linie zum Schwei├čen d├╝nner Bleche und einiger NE-Metalle sowie f├╝r Reparatur- und Auftragsschwei├čung. Besonders im Heizungs-, Installations- und Rohrleitungsbau kommt dieses Verfahren zur Anwendung, verliert jedoch auch dort zunehmend an Bedeutung. [4]

Lichtbogenhandschwei├čen

Das Lichtbogenhandschwei├čen (E-Handschwei├čen EN ISO 4063: Prozess 111) ist eines der ├Ąltesten elektrischen Schwei├čverfahren f├╝r metallische Werkstoffe, welches heute noch angewandt wird. Nikolai Gawrilowitsch Slawjanow ersetzte 1891 die bis dahin zum Lichtbogenschwei├čen ├╝blichen Kohleelektroden durch einen Metallstab, der gleichzeitig Lichtbogentr├Ąger und Schwei├čzusatz war. Da die ersten Stabelektroden nicht umh├╝llt waren, war die Schwei├čstelle nicht vor Oxidation gesch├╝tzt. Deshalb waren diese Elektroden schwierig zu verschwei├čen.

Lichtbogenschwei├čer bei der Arbeit

Ein elektrischer Lichtbogen zwischen einer als Zusatzwerkstoff abschmelzenden Elektrode und dem Werkst├╝ck wird als W├Ąrmequelle zum Schwei├čen genutzt. Durch die hohe Temperatur des Lichtbogens wird der Werkstoff an der Schwei├čstelle aufgeschmolzen. Als Schwei├čstromquellen dienen Schwei├čtransformatoren (Streufeldtransformatoren) mit oder ohne Schwei├čgleichrichter, Schwei├čumformer oder Schwei├činverter. Je nach Anwendung und Elektrodentyp, kann mit Gleichstrom oder Wechselstrom geschwei├čt werden.

Umh├╝llte Stabelektroden, zum Beispiel f├╝r unlegierte St├Ąhle gem├Ą├č ISO 2560-A, entwickeln beim Abschmelzen Gase und Schwei├čschlacken. Die Gase aus der Umh├╝llung stabilisieren den Lichtbogen und schirmen das Schwei├čbad vor der Oxidation durch den Luftsauerstoff ab. Die Schwei├čschlacke hat eine geringere Dichte als die Schmelze, wird auf die Schwei├čnaht geschwemmt und sorgt f├╝r zus├Ątzlichen Schutz der Schwei├čnaht vor Oxidation. Ein weiterer erw├╝nschter Effekt der Schwei├čschlacke ist die Verringerung der Schwei├čschrumpfspannungen durch die langsamere Abk├╝hlung, da dem Bauteil mehr Zeit bleibt die plastische Verformung r├╝ckzuentwickeln.

Durch den Elektronenbeschuss heizt sich die Anode (Pluspol) st├Ąrker auf. Bei den meisten Schwei├čverfahren betreibt man verzehrende Elektroden als Anoden, das Werkst├╝ck also als Kathode (Minuspol). Bei umh├╝llten Stabelektroden h├Ąngt die Polarit├Ąt von der Elektrodenumh├╝llung ab. Besteht die Umh├╝llung aus schlecht ionisierbaren Bestandteilen, wie dies bei basischen Elektroden der Fall ist, wird die Elektrode am hei├čeren Pluspol geschwei├čt, anderenfalls wegen der geringeren Strombelastung, am Minuspol.

Hauptanwendungsbereich des Lichtbogenhandschwei├čens ist der Stahl- und Rohrleitungsbau. Elektrodenschwei├čungen werden wegen der deutlich geringeren Schwei├čgeschwindigkeiten bevorzugt im Montagebereich angewendet, da der maschinelle Aufwand im Vergleich zu anderen Verfahren verh├Ąltnism├Ą├čig gering ist. Eine Elektrodenschwei├čung kann auch unter ung├╝nstigen Witterungsverh├Ąltnissen, wie beispielsweise Wind und Regen noch fehlerfrei durchgef├╝hrt werden, was gerade auch bei Aussenarbeiten von Bedeutung ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Schwei├čung ÔÇô im Unterschied zu anderen Verfahren ÔÇô auch dann h├Ąufig noch m├Ąngelfrei durchgef├╝hrt werden kann, wenn die Schwei├čfuge nicht vollst├Ąndig metallisch blank ist.[5] Lichtbogenhandschwei├čen ist auch unter Wasser m├Âglich.[6]

Schutzgasschwei├čen (SG)

Metallschutzgasschwei├čen (MSG)

Schutzgasschwei├čen
Metallschutzgasschwei├čen
1. Vorschubrichtung
2. Kontakth├╝lse
3. Schwei├čdraht
4. Schutzgas
5. Schmelzgut
6. Schwei├čraupe
7. Grundmaterial

Das teilmechanische Metallschutzgasschwei├čen (MSG), wahlweise als MIG (Metallschwei├čen mit inerten Gasen, EN ISO 4063: Prozess 131) oder MAG-Schwei├čen (Metallschwei├čen mit aktiven, also reaktionsf├Ąhigen Gasen, EN ISO 4063: Prozess 135), ist ein Lichtbogenschwei├čverfahren, bei dem der abschmelzende Schwei├čdraht von einem Motor mit ver├Ąnderbarer Geschwindigkeit kontinuierlich nachgef├╝hrt wird. Die gebr├Ąuchlichen Schwei├čdrahtdurchmesser liegen zwischen 0,8 und 1,2 mm (seltener 1,6 mm). Gleichzeitig mit dem Drahtvorschub wird der Schwei├čstelle ├╝ber eine D├╝se das Schutz- oder Mischgas mit ca. 10 l/min (Faustformel: Schutzgas-Volumenstrom 10 l/min pro mm Schwei├čdrahtdurchmesser) zugef├╝hrt. Dieses Gas sch├╝tzt das fl├╝ssige Metall unter dem Lichtbogen vor Oxidation, welche die Schwei├čnaht schw├Ąchen w├╝rde. Beim Metallaktivgasschwei├čen (MAG) wird entweder mit reinem CO2 oder einem Mischgas aus Argon und geringen Anteilen CO2 und O2 (z.B. "Corgon") gearbeitet. Je nach ihrer Zusammensetzung kann der Schwei├čprozess (Einbrand, Tropfengr├Â├če, Spritzerverluste) aktiv beeinflusst werden; beim Metallinertgasschwei├čen (MIG) wird als Edelgas Argon, seltener auch das teure Edelgas Helium, verwendet. Das MAG-Verfahren wird in erster Linie bei St├Ąhlen eingesetzt, das MIG-Verfahren bevorzugt bei NE-Metallen.

Wahlweise k├Ânnen beim Metallschutzgasschwei├čen auch F├╝lldr├Ąhte, auch R├Âhrchendr├Ąhte genannt, eingesetzt werden (mit Aktivgasschwei├čen EN ISO 4063: Prozess 136, mit Inertgas EN ISO 4063: Prozess 137). Diese k├Ânnen im Inneren mit einem Schlackebildner und ggf. Legierungszus├Ątzen versehen sein. Sie dienen dem gleichen Zweck wie die Umh├╝llungen der Stabelektrode. Einerseits tragen die Inhaltsstoffe zum Schwei├čvolumen bei, andererseits bilden sie eine Schlacke auf der Schwei├čraupe und sch├╝tzen die Naht vor Oxidation. Letzteres ist vor allem bei dem Schwei├čen von Edelst├Ąhlen wichtig, da die Oxidation, das ÔÇ×AnlaufenÔÇť der Naht auch nach dem Weiterf├╝hren des Brenners und damit dem Weiterf├╝hren der Schutzgasglocke verhindert werden muss. [7][8]

Geschichte

Das MSG-Schwei├čen wurde erstmals 1948 in den USA in der Edelgas-Variante angewandt, damals wurde es auch als SIGMA-Schwei├čen (enhl. shielded inert gas metal arc) bezeichnet.

In der Sowjetunion wurde ab 1953 anstelle der teuren Edelgase wie Argon oder Helium ein aktives Gas zum Schwei├čen verwendet, n├Ąmlich Kohlendioxid (CO2). Dies war nur m├Âglich, weil inzwischen auch Drahtelektroden entwickelt wurden, die den beim Aktivgasschwei├čen h├Âheren Abbrand von Legierungselementen ausgleichen.

In ├ľsterreich wurde bis 2005 das CMT (Cold Metal Transfer) Schwei├čen serientauglich entwickelt, bei dem der Schwei├čstrom gepulst wird und Zusatzdraht mit hoher Frequenz vor und zur├╝ckbewegt wird, um eine gezielte Tropfenabl├Âsung bei geringer W├Ąrmeeinbringung zu erreichen.

Wolfram-Inertgasschwei├čen (WIG)

Rohrwurzellage im WIG- Schwei├čverfahren

Das Wolfram-Inertgasschwei├čen (WIG-Schwei├čverfahren, engl. TIG, EN ISO 4063: Prozess 141) stammt aus den USA und wurde dort 1936 unter dem Namen Argonarc-Schwei├čen bekannt. Erst Anfang der 1950er Jahre begann es sich auch in Europa durchzusetzen. In englischsprachigen L├Ąndern hei├čt das Verfahren TIG oder auch GTAW. Dabei steht das TIG f├╝r Tungsten Inert-Gaswelding und GTAW f├╝r Gas Tungsten Arc Welding. In beiden Abk├╝rzungen findet sich das Wort ÔÇ×TungstenÔÇť wieder, dies ist der englische Begriff f├╝r Wolfram.

Das Verfahren zeichnet sich gegen├╝ber anderen Schmelzschwei├čverfahren durch eine Reihe von Vorteilen aus. In Verbindung mit dem WIG-Pulsschwei├čen und WIG-Wechselstromschwei├čen l├Ąsst sich jeder schmelzschwei├čgeeignete Werkstoff f├╝gen. Beim WIG-Schwei├čen entstehen praktisch keine Schwei├čspritzer; die gesundheitliche Belastung durch Schwei├črauche ist verh├Ąltnism├Ą├čig gering. Ein besonderer Vorteil des WIG-Schwei├čens ist, dass nicht mit einer abschmelzenden Elektrode gearbeitet wird. Die Zugabe von Schwei├čzusatz und die Stromst├Ąrke sind deshalb entkoppelt. Der Schwei├čer kann seinen Schwei├čstrom optimal auf die Schwei├čaufgabe abstimmen und muss nur so viel Schwei├čzusatz zugeben, wie gerade erforderlich ist. Dies macht das Verfahren besonders geeignet zum Schwei├čen von Wurzellagen und zum Schwei├čen in Zwangslagen. Durch den verh├Ąltnism├Ą├čig geringen und kleinr├Ąumigen W├Ąrmeeintrag ist der Schwei├čverzug der Werkst├╝cke geringer als bei anderen Verfahren. Wegen der hohen Schwei├čnahtg├╝ten wird das WIG-Verfahren bevorzugt dort eingesetzt, wo die Schwei├čgeschwindigkeiten gegen├╝ber den Qualit├Ątsanforderungen zur├╝cktreten. Dies sind beispielsweise Anwendungen im Rohrleitungs- und Apparatebau im Kraftwerksbau oder der chemischen Industrie.

WIG-Schwei├čen

Die WIG-Schwei├čanlage besteht aus einer Stromquelle, die in den meisten F├Ąllen auf Gleich- oder Wechselstromschwei├čen geschaltet werden kann, und einem Schwei├čbrenner, der mit der Stromquelle durch ein Schlauchpaket verbunden ist. Im Schlauchpaket befinden sich die Schwei├čstromleitung, die Schutzgaszuf├╝hrung, die Steuerleitung und bei gr├Â├čeren Brennern der Zu- und R├╝cklauf des K├╝hlwassers.

Es gibt zwei Arten, den Lichtbogen zu z├╝nden, die Kontakt- und die Hochfrequenzz├╝ndung.

  • Bei der historischen Kontaktz├╝ndung (Streich- oder Anrei├čz├╝ndung) wird ├Ąhnlich dem Elektrodenschwei├čen die Wolframelektrode kurz ÔÇô gleich einem Streichholz - am Werkst├╝ck angestrichen und somit ein Kurzschluss erzeugt. Nach dem Abheben der Elektrode vom Werkst├╝ck brennt der Lichtbogen zwischen Wolframelektrode und Werkst├╝ck. Ein gro├čer Nachteil dieses Verfahrens ist, dass bei jedem Z├╝nden etwas Material von der Wolframelektrode h├Ąngenbleibt, das wegen der h├Âheren Schmelztemperaturen des Wolframs als Fremdk├Ârper im Schmelzbad zur├╝ckbleibt. Deshalb wurde h├Ąufig eine separate Kupferplatte, auf dem Werkst├╝ck liegend, zum Z├╝nden verwendet.
  • Die Hochfrequenzz├╝ndung hat die Streichz├╝ndung praktisch vollst├Ąndig ersetzt. Bei der Hochfrequenzz├╝ndung wird mit Hilfe eines Hochspannungsimpulsgenerators, der eine hohe Spannung auf die Wolframelektrode gibt, das Gas zwischen Elektrode und Werkst├╝ck ionisiert, wodurch der Lichtbogen gez├╝ndet wird. Der Hochspannungsimpulsgenerator hat eine ungef├Ąhrliche Stromst├Ąrke.
  • Eine Variante der Kontaktz├╝ndung ist die Lift-Arc-Z├╝ndung. Die Elektrode wird direkt an der Schwei├čstelle auf dem Werkst├╝ck aufgesetzt. Es flie├čt ein geringer Strom, der nicht ausreicht, die Elektrode zu besch├Ądigen. Beim Abheben des Brenners z├╝ndet der Plasmalichtbogen und die Elektronik der Schwei├čmaschine erh├Âht den Strom auf Schwei├čstromst├Ąrke. Vorteil dieser Methode ist das Vermeiden elektromagnetischer St├Ârungen, die bei der Hochfrequenzz├╝ndung auftreten k├Ânnen.

Meist wird zum Schwei├čen das Edelgas Argon, seltener Helium oder ein Gemisch aus beiden Gasen eingesetzt. Dabei wird das verh├Ąltnism├Ą├čig teure Helium aufgrund seiner besseren W├Ąrmeleitf├Ąhigkeit verwendet um die W├Ąrmeeinbringung zu erh├Âhen. Bei austenitischen nichtrostenden St├Ąhlen k├Ânnen geringe Mengen an Wasserstoff im Schutzgas die Viskosit├Ąt der Schmelze herabsetzen und die Schwei├čgeschwindigkeit steigern (es handelt sich dabei nicht mehr um ein inertes, sondern um reduzierendes Gas, siehe geplante ├änderung der EN ISO 4063).

Das Schutzgas wird durch die Gasd├╝se zur Schwei├čstelle geleitet. Als Faustregel gilt: Gasd├╝seninnendurchmesser = 1,5 ├Ś Schmelzbadbreite. Die Schutzgasmenge ist unter anderem von Nahtform, Werkstoff, Schwei├čposition, Schutzgas und D├╝sendurchmesser abh├Ąngig; Informationen dazu lassen sich den Datenbl├Ąttern der Hersteller entnehmen.

Beim WIG-Schwei├čen kann sowohl mit als auch ohne Zusatzwerkstoff gearbeitet werden. Zum manuellen Schwei├čen werden wie beim Gasschmelzschwei├čen meist stabf├Ârmige Zus├Ątze verwendet. Verwechselungen mit den Gasschwei├čst├Ąben m├╝ssen allerdings unbedingt vermieden werden, da die chemischen Zusammensetzungen voneinander abweichen.

WIG-Schwei├čen mit Zusatzdraht

Bei der WIG-Schwei├čung unterscheidet man Gleich- und Wechselstromschwei├čen. Das Gleichstromschwei├čen mit negativ gepolter Elektrode wird zum Schwei├čen von St├Ąhlen aller Art, NE-Metallen und deren Legierungen eingesetzt. Demgegen├╝ber wird das Wechselstromschwei├čen vorwiegend zum Schwei├čen der Leichtmetalle Aluminium und Magnesium eingesetzt. In Sonderf├Ąllen werden Leichtmetalle auch mit Gleichstrom und mit einer positiven Elektrode geschwei├čt. Dabei werden Spezialschwei├čbrenner mit einer sehr dicken Wolframelektrode und Helium als Schutzgas verwendet. N├Âtig ist die Pluspolung der Wolframelektrode bei Leichtmetallen, da diese zumeist eine harte Oxidschicht mit sehr hohem Schmelzpunkt (wie bei Aluminiumoxid, Magnesiumoxid) auf ihrer Oberfl├Ąche bilden. Diese Oxidschicht wird bei einer Minuspolung des Werkst├╝cks aufgebrochen, da das Werkst├╝ck nun als Elektronen emittierender Pol fungiert und negative Sauerstoffionen abgef├╝hrt werden. [9]

Die BGI 746 (Umgang mit thoriumoxidhaltigen Wolframelektroden beim Wolfram-Inertgasschwei├čen (WIG)) enth├Ąlt Hinweise zum sicheren Umgang mit thoriumoxidhaltigen Wolframelektroden f├╝r das Wolfram-Inertgasschwei├čen und beschreibt die notwendigen Schutzma├čnahmen, die ergriffen werden m├╝ssen, um m├Âgliche Gef├Ąhrdungen durch Umgang mit diesen Elektroden auszuschlie├čen oder auf ein vertretbares Ma├č zu minimieren. N├Âtig ist dies wegen einer geringen Radioaktivit├Ąt des Thoriums und der gesundheitsch├Ądigen St├Ąube des Schwermetalls. Aufgrund der Verf├╝gbarkeit von mit Lanthan oder seltenen Erden legierten Wolframelektroden kann heute auf den Einsatz von thoriumlegierten Wolframelektroden verzichtet werden.

WIG-Impulsschwei├čen

Eine Weiterentwicklung des WIG-Schwei├čens ist das Schwei├čen mit pulsierendem Strom. Dabei pulsiert der Schwei├čstrom zwischen einem Grund- und Impulsstrom mit variablen Frequenzen, Grund- und Impulsstromh├Âhen und -breiten. Die Pulsfrequenz, die Impulsbreite und die Impulsh├Âhe sind getrennt voneinander einstellbar. Das WIG-Pulsen mit variablem Stromverlauf kann nur mit einer besonderen Schwei├čanlage (Schwei├činverter) durchgef├╝hrt werden. Die fein dosierbare W├Ąrmeeinbringung beim WIG-Impulsschwei├čen erm├Âglicht eine gute Spalt├╝berbr├╝ckung, eine gute Wurzelschwei├čung und ein gutes Schwei├čen in Zwangslagen. Schwei├čnahtfehler am Nahtanfang und Nahtende, wie beim Rohrschwei├čen, werden vermieden.

Bei allen Beschreibungen handelt es sich um manuelles oder teilmechanisiertes WIG-Schwei├čen mit Zusatzwerkstoff vorwiegend ├Ş 1,6 mm. Beim Impulsschwei├čen von Leichtmetallen (namentlich: AA6061) kann ein Anschmelzen an der Oberfl├Ąche erzielt werden und somit bei d├╝nnen Blechen <1.0 mm Durchschmelzungen verhindert werden. Vor allem bei Kehln├Ąhten wird die Ecke eher erfasst als beim Standardschwei├čen mit konstantem Strom. Es wurden auch Bleche mit einer Dicke von 0,6 mm einwandfrei stumpfgeschwei├čt, da die Stabilit├Ąt des Lichtbogens sowie die konzentrierte W├Ąrmeeinbringung ein kleines definiertes Schmelzbad erlauben. Das Heften stellt das Hauptproblem dar, wenn ein Spalt vorhanden ist und so wurzelseitig Sauerstoff Zutritt hat. Der Einfluss der Wolframelektrodenlegierung und die Zusammensetzung des Schutzgases ist wichtig; diese Parameter beeinflussen den Prozess wesentlich.[10]

Plasmaschwei├čen

Plasmaschneidbrenner

Beim Plasmaschwei├čen (Plasma-Metall-Inertgasschwei├čen, EN ISO 4063: Prozess 151) dient ein Plasmastrahl als W├Ąrmequelle. Plasma ist ein durch einen Lichtbogen hocherhitzes elektrisch leitendes Gas. Im Plasmabrenner wird durch Hochfrequenzimpulse das durchstr├Âmende Plasmagas (Argon) ionisiert und ein Hilfslichtbogen (Pilotlichtbogen) gez├╝ndet. Dieser brennt zwischen der negativ gepolten Wolframelektrode und der als D├╝se ausgebildeten Anode und ionisiert die Gass├Ąule zwischen D├╝se und plusgepoltem Werkst├╝ck. Ein ber├╝hrungsloses Z├╝nden des Lichtbogens ist dadurch m├Âglich. Als Plasmagas sind Gasgemische aus Argon und Wasserstoff bzw. Argon und Helium gebr├Ąuchlich die die Schmelze vor Oxidation sch├╝tzt und den Lichtbogen stabilisieren. Die geringf├╝gigen Beimischungen von Helium oder Wasserstoff, verst├Ąrken den Einbrand und erh├Âhen dadurch die Schwei├čgeschwindigkeit. [11] Die Einengung des Plasmas durch die wassergek├╝hlte Kupferd├╝se zu einer fast zylindrischen Gass├Ąule ergibt eine h├Âhere Energiekonzentration als beim WIG-Schwei├čen, wodurch h├Âhere Schwei├čgeschwindigkeiten m├Âglich sind. Der Verzug und die Spannungen sind daher geringer als beim WIG-Schwei├čen. Durch den noch bei geringsten Stromst├Ąrken (weniger als 1 A) stabil brennenden Plasmalichtbogen und die Unempfindlichkeit bei Abstand├Ąnderungen der D├╝se zum Werkst├╝ck wird das Verfahren auch in der Mikroschwei├čtechnik eingesetzt. Mit dem Mikroplasmaschwei├čverfahren (Schwei├čstrombereich 0,5-15 A) k├Ânnen Bleche mit 0,1 mm noch geschwei├čt werden. Das Plasma-Stichloch- oder -Schl├╝sselloch-Schwei├čen wird ab einer Blechdicke von 3 mm eingesetzt und kann in Abh├Ąngigkeit vom zu verschwei├čenden Werkstoff bis zu einer Dicke von 10 mm f├╝r das einlagige Schwei├čen ohne Nahtvorbereitung angewendet werden. Hauptanwendungsgebiete sind der Beh├Ąlter- und Apparatebau, der Rohrleitungsbau und die Raumfahrt. [12]

Arcatom-Schwei├čen

Arcatom-Schwei├čen (Metall-Lichtbogenschwei├čen, EN ISO 4063: Prozess 101) ist ein von Irving Langmuir im Jahre 1924 erfundenes Verfahren, das die Rekombinationsenergie von atomarem Wasserstoff zum Schwei├čen benutzt.

Daf├╝r wird normales (molekulares) Wasserstoffgas durch einen Lichtbogen zwischen zwei unterschiedlich gepolten Wolframelektroden (Langmuir-Fackel) in die Richtung der Schwei├čstelle geblasen, wobei atomarer Wasserstoff entsteht.[13] An dem zusammenzuschwei├čenden Metall bildet sich wieder molekularer Wasserstoff unter Abgabe gro├čer Energien auf eine kleine Fl├Ąche:

\mathrm{2\ H\ \rightarrow\ H_2} \qquad \Delta H_{R}^0 = -436{,}22\ \mathrm{kJ/mol}
Zwei H-Atome reagieren zu einem H2-Molek├╝l und setzen dabei Energie frei.

Dabei k├Ânnen Temperaturen bis zu 4000 ┬░C entstehen. Das bearbeitete Metall ist dabei von Wasserstoff umgeben und kann in diesem als Schutzgas wirkenden Medium nicht oxidieren. Das Verfahren kann nur bei Werkstoffen angewendet werden, die nicht zur Wasserstoffverspr├Âdung neigen. Das Verfahren gilt als veraltet und wird kaum noch genutzt.

Orbitalschwei├čen

Ôćĺ Hauptartikel: Orbitalschwei├čen

Orbitalschwei├čen ist ein vollmechanisches Schutzgasschwei├čverfahren WIG oder MSG bei dem der Lichtbogen maschinell ohne Unterbrechung 360 Grad um Rohre oder andere Rundk├Ârper herumgef├╝hrt wird. Das Orbitalschwei├čverfahren kommt vorzugsweise im Rohrleitungsbau zur Anwendung, wo unter kontrollierbaren Bedingungen, gleich bleibend hohe Nahtqualit├Ąten erzielt werden m├╝ssen. Hauptanwendungsgebiete sind der Pipelinebau sowie der Rohrleitungs- und Apparatebau in der nahrungsmittel-, chemischen-, und pharmazeutischen Industrie. Schwei├čbar sind alle Werkstoffe, die auch mit den entsprechenden Verfahren WIG oder MSG f├╝gbar sind.

Widerstandsschwei├čen

Ôćĺ Hauptartikel: Widerstandsschwei├čen

Widerstandspunktschwei├čen

Widerstandspunktschwei├čger├Ąt
Widerstandspunktschwei├čungen am Wasserkanal der Heckklappe des Audi A3.

Punktschwei├čen (Widerstandspunktschwei├čen RP, EN ISO 4063: Prozess 21) ist ein Widerstandsschwei├čverfahren zum Verschwei├čen von Blechen. Die Bleche werden dabei durch zwei gegen├╝berliegende Elektroden an einem Punkt zusammengepresst. Durch die Elektroden wird ein Schwei├čstrom in das Blech eingeleitet. Das Aufschmelzen des Grundwerkstoffes erfolgt an der Stelle des gr├Â├čten elektrischen Widerstandes, in der Regel am ├ťbergang zwischen den Blechen. Dieser ├ťbergangswiderstand ist etwa 30mal h├Âher als der Widerstand des Materials selbst. Die Elektroden sitzen meistens am Ende einer Punktschwei├čzange oder an Zylindern. Um ein ├ťberhitzen der Elektroden zu vermeiden, wird h├Ąufig auf der Innenseite K├╝hlwasser hindurchgeleitet. Die Elektroden bestehen in fast allen F├Ąllen aus Kupfer und Legierungen, wie zum Beispiel Glidcop. Dies geschieht zum Einen wegen der sehr guten Leitf├Ąhigkeit f├╝r Strom und W├Ąrme, zum Anderen aber auch wegen des ├ťbergangswiderstands der Elektroden zum Werkst├╝ckmaterial, der nur etwa f├╝nfmal h├Âher ist als der Widerstand im Werkst├╝ck selbst.

Ein beim Widerstandspunktschwei├čen h├Ąufig vorkommender Fehler ist der Nebenschlu├č. Ursachen f├╝r den Nebenschlu├č k├Ânnen recht zahlreich sein, so kann ein Teil des Schwei├čstroms ├╝ber einen bereits geschwei├čten Punkt, die Vorrichtung oder ung├╝nstige Konstruktion des Bauteils ÔÇ×verloren gehenÔÇť, d.h. es steht weniger W├Ąrmemenge zur Bildung der Schwei├člinse zur Verf├╝gung - der Punktdurchmesser wird kleiner. Punktschwei├čen ist ein wichtiges Verfahren zur Verbindung der Karosserieteile im Automobilbau und bei der Fertigung elektrotechnischer Artikel, wie zum Beispiel Elektronenr├Âhren. In letzter Zeit wird alternativ zum Punktschwei├čen auch das Durchsetzf├╝gen -ein formschl├╝ssiges Umform-F├╝geverfahren- angewandt.


Eine Sonderform des Punktschwei├čens ist das Bolzenschwei├čen, welches auch Merkmale des Lichtbogenschwei├čens aufweist. Hierbei werden Bolzen auf Blech oder auch massive K├Ârper geschwei├čt. Das Verfahren ist ohne r├╝ckseitige Kontaktierung ausf├╝hrbar und hat hohe Bedeutung beispielsweise bei der Aufschwei├čung von Ankerbolzen f├╝r die kraftschl├╝ssige Verbindung von Beton und Stahl. Eine typische Anwendung ist hier der Stra├čenbr├╝ckenbau. [14]

Rollennahtschwei├čen

Beim Rollennahtschwei├čen (EN ISO 4063: Prozess 22) sind die Elektroden im Vergleich zum Punktschwei├čger├Ąt scheibenf├Ârmig ausgef├╝hrt und rollen auf den, zwischen den Scheiben hindurchgef├Ârderten F├╝gepartnern, ab. Somit lassen sich, anders als beim Punktschwei├čen, quasi-kontinuierliche N├Ąhte erzeugen, die aus der ├ťberlagerung einzelner Schwei├čpunkte bestehen[15]. Ein Rollennahtschwei├čger├Ąt funktioniert nach dem gleichen Schwei├čprinzip wie das Punktschwei├čen. Ein Anwendungsbeispiel des Verfahrens ist die Herstellung des zylindrischen Teiles von Wei├čblech-Konservendosen.

Buckelschwei├čen

Buckelschwei├čen (EN ISO 4063: Prozess 23) entspricht im Prinzip dem Punktschwei├čen, wobei aber in einem der zu verbindenden Bauteile eine oder mehrere Erh├Âhungen (Schwei├čbuckel) eingebracht werden. Nur diese Buckel liegen nun auf dem anderen zu verschwei├čenden Bauteil auf. Durch die Geometrie des Buckels ist der Bereich des Strom├╝berganges genau definiert, als Elektroden werden (im Unterschied zum Punktschwei├čen) fl├Ąchenhafte Kupferelektroden verwendet. W├Ąhrend des Stromflusses schmilzt der Buckel teilweise auf, dr├╝ckt das Material des Buckels teilweise in das andere Bauteil und geht mit diesem eine Verbindung ein. Eine weitere Variante des Buckelschwei├čens ist das Ausnutzen nat├╝rlicher Buckel, beispielsweise beim Schwei├čen von Gittern (sogenanntes Kreuzdrahtschwei├čen). Dabei flie├čt Strom ├╝ber die Kontaktstellen der einander kreuzenden Metallst├Ąbe, wodurch es an diesen Stellen zur Erw├Ąrmung und Verschwei├čung kommt. Die Vorteile des Buckelschwei├čens liegen in dem geringen Elektrodenverschlei├č und in der gleichzeitigen Verschwei├čbarkeit mehrerer Buckel. Wegen der Aufteilung des Schwei├čstromes auf mehrere Buckel muss die Schwei├čstromquelle einen entsprechend der Buckelzahl h├Âheren Strom liefern k├Ânnen.

Widerstandsstumpfschwei├čen

Abbrennstumpfschwei├čen von Pipeline-Rohren mit 1420 mm Durchmesser in der russischen Fabrik TESO

Die Widerstandstumpfschwei├čverfahren Pressstumpfschwei├čen und Abbrennstumpfschwei├čen lassen sich leicht automatisieren und werden verwendet, um tubulare Strukturen, Rollen, Ringe, Kettenglieder, Schienen-, Beton-Armierungsst├Ąhle, Fensterrahmen, Folien und Schl├Ąuche zu verbinden. Die Bauteile werden mit zwei Spannbacken gegeneinander gepresst, die mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden. Dabei flie├čt ein hoher Strom durch die Bauteile, so dass die F├╝gestelle kurzzeitig aufschmilzt. Beim Pressstumpfschwei├čen wird die Spannung vor dem Zusammenpresen der gut gereinigten Bauteile abgschaltet, so dass ein gratfreier dicker Wulst entsteht. Beim Abbrennstumpfschwei├čen werden die unter Spannung stehenden Bauteile langsam aufeinander zu bewegt. Beim ersten Kontakt an einem oder mehreren Punkten kommt es im Ber├╝hrungsbereich unter Spritzerbildung zum Aufschmelzen und Verdampfen der Werkstoffe. Der dabei entstehende Metalldampf bildet eine sch├╝tzende Atmosph├Ąre und verhindert die Oxidation des geschmolzenen Metalls. Es muss bei kontinuierlichem Stromsfluss vor dem Entstehen eines Kurzschlusses gen├╝gend Material aufgeschmolzen werden, um die Oxidh├Ąute aus der F├╝gezone zu entfernen. Schlie├člich werden die Bauteile mit erh├Âhter Geschwindigkeit unter gro├čem Druck aufeinander gepresst, wobei alles geschmolzene Material aus der F├╝gezone gepresst wird. Dabei bildet sich an der F├╝gestelle meistens ein Grat, der anschlie├čend entfernt werden muss.

Kaltpressschwei├čen

Kaltpressschwei├čverbindungen (EN ISO 4063: Prozess 48) erfolgen unter hohem Druck und unterhalb der Rekristallisationstemperatur der Einzelteile. Hierbei bleiben die Partner im festen Zustand, allerdings ist eine plastische Verformung mit einer starken Ann├Ąherung der Kontaktfl├Ąchen notwendig. Durch die extrem enge Ber├╝hrung der beiden Kontaktfl├Ąchen erfolgt die Zerst├Ârung st├Ârender Oberfl├Ąchenschichten und auf Grund von nun wirkenden zwischenatomaren Bindekr├Ąften eine stabile Verbindung der Werkst├╝cke. Um eine gute Verbindung zu erhalten, sind Mindestverformungen von Materialien mit ausreichender Kaltverformbarkeit notwendig (Beispiel: Kupfer sowie Aluminium miteinander und untereinander). Kaltpressschwei├čen ist wie andere Schwei├čverfahren auch f├╝r stromleitende Verbindungen geeignet. Bei Aluminium ist eine vorherige Entfettung und ein Aufrei├čen der oberfl├Ąchlichen Oxidschicht hilfreich (Beispiel: Aluminium-Kontaktfahnen in Elektrolytkondensatoren). Unter Hochvakuum k├Ânnen Metalle unter anderem auch mit Keramik kaltpressverschwei├čt werden.

Reibschwei├čen

Beim Reibschwei├čen (EN ISO 4063: Prozess 42) werden zwei Teile relativ zueinander bewegt, wobei sich die Teile an den Kontaktfl├Ąchen ber├╝hren. Durch die entstehende Reibung kommt es zur Erw├Ąrmung und Plastifizierung des Materials. Am Ende des Reibvorganges ist es von entscheidender Bedeutung, die Teile richtig zueinander zu positionieren und einen hohen Druck auszu├╝ben. Die Vorteile dieses Verfahrens sind, dass die so genannte W├Ąrmeeinflusszone deutlich kleiner ist als bei anderen Schwei├čverfahren und dass es nicht zur Bildung von Schmelze in der F├╝gezone kommt. Es k├Ânnen eine Vielzahl von Werkstoffen, wie beispielsweise Aluminium mit Stahl, miteinander verschwei├čt werden. Auch die Verbindung von metallischen Werkstoffen, die keine Legierungen miteinander eingehen, ist vielfach m├Âglich.[16]

Rotationsreibschwei├čen

Schwungradreibschwei├čen

Das Rotationsreibschwei├čen ist ein Pressschwei├čverfahren. Dabei muss mindestens ein F├╝geteil in der F├╝gezone eine rotationssymmetrische Gestalt aufweisen. Die Energiezufuhr wird ausschlie├člich durch eine Relativbewegung der F├╝geteile zueinander unter Druck eingebracht. Dabei steht ein F├╝geteil still und das zweite Teil wird in Rotation versetzt. Weit verbreitet ist die Anwendung, um an Rohre (Bohrgest├Ąngen) Verbinder unterschiedlicher Materialg├╝te anzuschwei├čen.

Das Verfahren wird in Deutschland seit den 1970er Jahren eingesetzt. Die unterschiedlichsten Materialkombinationen sind der gro├če Vorteil dieses Verfahrens. So werden millionenfach im Jahr Auslassventile f├╝r Verbrennungsmotoren geschwei├čt (hochwarmfester Stahl an h├Ąrtbaren Stahl) und das mit Taktzeiten von weniger als zehn Sekunden.

Die verwendeten Maschinen ├Ąhneln Drehmaschinen. Sie enthalten eine rotierende Spindel und ein nicht rotierendes Gegenst├╝ck, das auf einen axial zustellbaren Schlitten gespannt und auf das rotierende Teil gedr├╝ckt wird. Die Axialkr├Ąfte k├Ânnen je nach Abmessung von wenigen 100 N bis ├╝ber 10.000 kN (entsprechend etwa der Gewichtskraft von 1000 t) reichen. Die jeweiligen Maschinen sind dann so gro├č wie ein Schreibtisch oder aber auch wie eine Lokomotive. Positioniertes Reibschwei├čen stellt eine (optionale) Sonderanwendung dar und bedingt eine Sondersteuerung und einen Spezialantriebsmotor. Anwendungsf├Ąlle hierf├╝r sind Gelenkwellen, Trailerachsen und Achsstabilisatoren.

Ultraschallschwei├čen

Sonotrode mit Katenoiden-Form zum Ultraschall-Schwei├čen

Das Ultraschallschwei├čen (EN ISO 4063: Prozess 41) ist ein Verfahren zum F├╝gen von thermoplastischen Kunststoffen und metallischen Werkstoffen. Bei den metallischen Werkstoffen kommt es vor allem bei Aluminium, Kupfer und deren Legierungen zum Einsatz. Die n├Âtige W├Ąrme wird durch eine hochfrequente mechanische Schwingung erreicht, welche zwischen den Bauteilen durch Molekular- und Grenzfl├Ąchenreibung entsteht. Somit geh├Ârt das Ultraschallschwei├čen zur Gruppe der Reibschwei├čungen.

Mit Hilfe eines Generators wird hochfrequenter Wechselstrom erzeugt und ├╝ber ein geschirmtes Kabel zu einem Ultraschallwandler, dem sogenannten Konverter ├╝bertragen, der daraus mit Hilfe des piezoelektrischen oder des magnetostriktiven Effekts mechanische Ultraschallfrequenz erzeugt. Diese Schwingungen werden ├╝ber ein Amplitudentransformationsst├╝ck auf die Sonotrode ├╝bertragen. Unterschiedliche Anwendungen erfordern unterschiedliche Bauformen von Sonotroden, die meist aus Stahl, Aluminium oder Titan hergestellt werden. Die Amplitude der Schwingung und die Impedanzanpassung wird durch die Form und Masse des Amplitudentransformationsst├╝ckes beeinflusst.

Die Schwingungen werden unter Druck auf die zu verbindenden Werkst├╝cke ├╝bertragen. Sie erhitzen sich und beginnen zu erweichen, wodurch der D├Ąmpfungskoeffizient ansteigt. Die Zunahme des D├Ąmpfungsfaktors f├╝hrt zu h├Âherer innerer Reibung, was die Temperaturerh├Âhung beschleunigt. Beim Ultraschallschwei├čen von Aluminium, insbesondere bei Folien, d├╝nnen Blechen oder Dr├Ąhten, wie zum Beispiel bei Drahtbonden in Chips werden die F├╝gepartner nicht bis zum Schmelzen erhitzt. Die Verbindung entsteht nach Aufbrechen der Oxidschicht im Wesentlichen durch ein Ineinanderverzahnen der F├╝gepartner.

Das Verfahren ist durch sehr geringe Schwei├čzeiten und hohe Wirtschaftlichkeit gekennzeichnet.[17]

Orbitalreibschwei├čen

Orbitalreibschwei├čen gem├Ą├č ISO 15620 ist ein Reibschwei├čverfahren. Im Unterschied zum verwandten Rotationsreibschwei├čen m├╝ssen die Teile hier nicht rotationssymmetrisch sein. Die Energiezufuhr wird mittels einer zirkularen Kreisschwingbewegung der F├╝geteile - ├Ąhnlich wie bei einem Schwingschleifer - unter Druck eingebracht. Hierbei bleibt die Ausrichtung der Achsen gleich. Beim Multiorbitalreibschwei├čen schwingen beide Bauteile, im Unterschied zum Orbitalreibschwei├čen, welches deshalb ÔÇ×Single Orbitalreibschwei├čenÔÇť genannt wird. [18]

R├╝hrreibschwei├čen

Prinzip des R├╝hrreibschwei├čens: 1. Eintauchen des rotierenden Werkzeugs 2. Verweilen, um Hitze zu generieren 3. Verfahren 4. Verfahrbewegung stoppen 5. Werkzeug herausziehen 6. Fertige Schwei├čnaht inspizieren

Das R├╝hrreibschwei├čen (englisch: friction stir welding, FSW, EN ISO 4063: Prozess 43), vielfach auch Reibr├╝hrschwei├čen genannt, wurde 1991 von Wayne Thomas erfunden und vom TWI (The Welding Institute) in Gro├čbritannien patentrechtlich gesch├╝tzt.[19] Beim R├╝hrreibschwei├čen wird die Reibenergie nicht durch die Relativbewegung der beiden F├╝gepartner erzeugt, sondern durch ein verschlei├čfestes, rotierendes Werkzeug.

Der Prozessablauf gliedert sich im Wesentlichen in sechs Schritte. Im ersten Schritt wird ein rotierendes Werkzeug mit hoher Kraft solange in den F├╝gespalt gedr├╝ckt, bis die Werkzeugschulter auf der Bauteiloberfl├Ąche zur Anlage kommt. W├Ąhrend des zweiten Schritts verweilt das sich drehende Werkzeug f├╝r einige Sekunden an der Eintauchstelle. Durch die Reibung zwischen Werkzeugschulter und F├╝gepartnern erw├Ąrmt sich der Werkstoff unter der Schulter bis kurz unter den Schmelzpunkt. Dieser Temperaturanstieg hat einen Festigkeitsabfall zur Folge, wodurch der Werkstoff plastifiziert wird und eine Vermischung der F├╝gezone m├Âglich wird. Mit dem Einsetzen der Vorschubbewegung beginnt der dritte Schritt, bei dem das rotierende Werkzeug mit hoher Anpresskraft entlang der F├╝gelinie bewegt wird. Der durch die Vorschubbewegung entstehende Druckgradient zwischen Vorder- und R├╝ckseite des Werkzeugs und dessen Rotationsbewegung bewirken den Transport von plastifiziertem Werkstoff um das Werkzeug herum, der sich dort vermischt und die Naht bildet. Im vierten Schritt wird die Verfahrbewegung am Ende der Naht gestoppt. Im f├╝nften Schritt wird das sich drehende Werkzeug wieder aus der F├╝gezone herausgezogen. Im sechsten Schritt wird die fertige Schwei├čnaht visuell begutachtet bzw. mit zerst├Ârungsfreien Pr├╝fmethoden untersucht.

Aufgrund des charakteristischen Prozessablaufs des R├╝hrreibschwei├čens ist das Verfahren besonders f├╝r Aluminiumlegierungen geeignet. Probleme, die beim Schmelzschwei├čen von Aluminiumlegierungen durch den Phasen├╝bergang verursacht werden, wie die Hei├črissproblematik und die Porenbildung, treten beim R├╝hrreibschwei├čen infolge der Absenz einer fl├╝ssigen oder dampff├Ârmigen Phase nicht auf.

Verfahrenstechnisch besteht ein Zusammenhang mit Schmieden und Extrudieren, einerseits wird der Werkstoff durch eine vertikal zur Werkst├╝ckoberfl├Ąche gerichteten Kraft unter W├Ąrmeeinbringung gestaucht und andererseits durch die Geometrie des rotierenden Werkzeugs der teilplastische Werkstoff durch Verwirbelung nach unten gedr├╝ckt. Es entsteht ein Extrusionskanal, der bis an die Nahtwurzel reicht (auch Schwei├čnugget genannt). Die zu f├╝genden Werkst├╝cke stehen still. Eine besondere Ausformung der Naht vor der Verschwei├čung ist nicht notwendig.

Ein sich drehendes, verschlei├čfestes, leicht stechend geneigtes Reibr├╝hrschwei├č-Werkzeug wird in den F├╝gespalt gepresst und von rechts nach links verfahren.
R├╝hrreibschwei├čwerkzeug beim Heften eines Tanks f├╝r das Space Shuttle

Das Werkzeug besteht aus einer senkrecht zum Pin angeordneten Schulter mit einem gr├Â├čeren Durchmesser als der Pin selbst. Die Schulter kann man sich als eine Halbschale vorstellen, welche die Umgebungsluft von der Schwei├čnaht isolieren soll. Der Pin ist f├╝r die Verwirbelung des Werkstoffs zust├Ąndig. Die Neigung des Werkzeugs zur Werkst├╝ckoberfl├Ąche betr├Ągt etwa 2┬░ bis 3┬░ in stechender Anordnung. Das Werkzeug selbst hat einen geringen Verschlei├č, es muss zur Aufrechterhaltung der Qualit├Ąt nach etwa 3 km Schwei├čnaht ausgetauscht werden.

Vorteile des Verfahrens sind:

  • Zusatzwerkstoffe nicht n├Âtig
  • hohe erzielbare Nahtfestigkeiten
  • kein Schutzgas n├Âtig
  • relativ einfacher Prozessablauf
  • breites Spektrum von Mischverbindungen m├Âglich
  • relativ niedrige Temperaturen (in Aluminium ca. 550 ┬░C auf der Schwei├čnahtoberfl├Ąche) und damit wenig Verzug

Das Verfahren wird auch zur lokalen Eigenschaftsverbesserung und zum Schlie├čen von Poren in Gussgef├╝ge verwendet. Es wird dann oft anstelle von FSW (englisch: friction stir welding) von FSP (englisch: friction stir processing) gesprochen.

Herausforderung beim Einsatz des Verfahrens sind:

  • relativ hohe Prozesskr├Ąfte (je nach Legierung und Bauteildicke von ca. 1 kN bis weit ├╝ber 20 kN)
  • eingeschr├Ąnkte 3D-F├Ąhigkeit durch notwendigen Kontakt von Schulter zu Bauteil
  • Endkrater am Ende der Schwei├čnaht durch Austritt des Werkzeugs. Hierf├╝r wurde eine L├Âsung durch einen automatisch zur├╝ckziehbaren Pin gefunden (englisch: retractable pin tool, RPT, RPT-Technologie).
R├╝hrreibschwei├čen von zwei USIBOR 1500 Stahlblechen.

Mit dem R├╝hrreibschwei├čen k├Ânnen Bleche verschiedener Materialien bis zu einer Tiefe von mehr als 30 mm gef├╝gt werden. Die erzielbaren Einschwei├čtiefen und Schwei├čgeschwindigkeiten h├Ąngen dabei stark vom zu f├╝genden Material ab und verringern sich in der Regel mit steigender Festigkeit und H├Ąrte. Die Prozesskr├Ąfte steigen mit steigender Festigkeit und H├Ąrte des Materials stark an. Verwendet wird das Verfahren deshalb haupts├Ąchlich f├╝r Aluminium. Des Weiteren ist auch ein F├╝gen von Metallsch├Ąumen m├Âglich.

Verwendung findet das FSW haupts├Ąchlich beim Verschwei├čen gro├čfl├Ąchiger Bauteile. Anwendungsbeispiele sind hier die Flugzeugindustrie [20], Raumfahrt [21], Schiffbau [22] [23], Schienenfahrzeugbau [24] sowie der Automobilbau, aber mittlerweile auch verst├Ąrkt kleinere Losgr├Â├čen im Beh├Ąlterbau oder der Medizintechnik.

Ein weiteres Beispiel sind die Hintert├╝ren des Mazda RX-8. Hier wird keine Naht, sondern nur Punkte geschwei├čt. Dies nennt man auch Reibpunkt- oder FSSW-Schwei├čen (englisch: friction stir spot welding). Das Werkzeug f├╝hrt hier nur eine Vertikalbewegung durch.

Herk├Âmmlicherweise werden f├╝r das FSW Spezialmaschinen verwendet, die speziell konstruiert oder umger├╝stet wurden, um den Anforderungen dieses Verfahrens zu gen├╝gen. Vereinzelt kommen auch Tricept-Robotersysteme zum Einsatz. Mittlerweile werden auch herk├Âmmliche Produktionswerkzeuge f├╝r das FSW eingesetzt, um Kosten zu reduzieren und die Flexibilit├Ąt zu erh├Âhen. Beispielsweise wurde der FSW-Prozess mittlerweile auf Werkzeugmaschinen oder Standard-Industrierobotern umgesetzt. [25][26]

Eine Hybridvariante des R├╝hrreibschwei├čens ist das LAFSW-Schwei├čen (englisch: laser assisted friction stir welding). Bei dieser Variante wird zus├Ątzlich W├Ąrmeenergie durch einen Laserstrahl eingebracht, der dem rotierenden Werkzeug unmittelbar vorauseilt. Dadurch soll unter anderem eine Verringerung der vertikalen Kraft beim Einf├╝hren des FSW-Werkzeugs in das Werkst├╝ck und ein Erh├Âhung der Schwei├čgeschwindigkeit erreicht werden. Diese Verfahrensvariante ist wegen des Lasers mit erh├Âhten Kosten verbunden.

Unterpulverschwei├čen

Unterpulverschwei├čen einer Rohr-L├Ąngsnaht im 3-Draht-Prozess
Erstarrte Schlackest├╝cke einer UP-Schwei├čraupe

Das Unterpulverschwei├čen (UP-Schwei├čen, EN ISO 4063: Prozess 121) ist ein Lichtbogenschwei├čverfahren, mit dem hohe Abschmelzleistungen erzielt werden k├Ânnen. Es wird industriell vor allem zum Schwei├čen langer N├Ąhte eingesetzt und eignet sich nicht zur manuellen Ausf├╝hrung.

Beim Unterpulverschwei├čen wird der Schwei├čprozess von einer Schicht aus grobk├Ârnigem, mineralischen Schwei├čpulver bedeckt. Dieses schmilzt durch die vom Lichtbogen emittierte W├Ąrme und bildet eine fl├╝ssige Schlacke, die aufgrund ihrer geringeren Dichte auf dem metallischen Schmelzbad schwimmt. Durch die Schlackeschicht wird das fl├╝ssige Metall vor Zutritt der Atmosph├Ąre gesch├╝tzt. Der Lichtbogen brennt in einer gasgef├╝llten Kaverne unter Schlacke und Pulver. Nach dem Schwei├čvorgang l├Âst sich die Schlackeschicht oft von selbst ab, das nicht aufgeschmolzene Pulver kann wiederverwendet werden.

Besonders hervorzuheben ist die weitgehende Emissionsfreiheit dieses Verfahrens, da der Lichtbogen unter der Pulverschicht brennt und nur geringe Mengen Rauch freigesetzt werden. Es ist kein Sichtschutz notwendig. Wegen der Abdeckung des Prozesses hat das Verfahren einen hohen thermischen Wirkungsgrad, was jedoch den Einsatz auf gro├če Blechdicken beschr├Ąnkt. Gleichzeitig ist hierdurch keine unmittelbare Sichtkontrolle des Prozesses m├Âglich. Jedoch werden im allgemeinen spritzerfreie N├Ąhte sehr hoher Qualit├Ąt erzielt, sofern geeignete Schwei├čparameter verwendet werden.

Durch die Auswahl einer bestimmten Kombination aus Draht und Pulver kann die chemische Zusammensetzung des Schwei├čgutes beeinflusst werden, da durch die Reaktionen von metallischer Schmelze und Schlacke in der Kaverne ein Abbrand oder Zubrand von Legierungselementen erfolgen kann.

Wegen der gro├čen Schmelzb├Ąder kann das UP-Verfahren nur in Wannenlage oder mit Pulverabst├╝tzung auch in Querposition angewandt werden.[27]

Laserstrahlschwei├čen

Rohrl├Ąngsnahtschwei├čen mittels Laser

Laserstrahlschwei├čen (EN ISO 4063: Prozess 52) wird vor allem zum Verschwei├čen von Bauteilen eingesetzt, die mit hoher Schwei├čgeschwindigkeit, schmaler und schlanker Schwei├čnahtform und mit geringem thermischem Verzug gef├╝gt werden m├╝ssen. Das Laserstrahlschwei├čen oder Laserschwei├čen wird in der Regel ohne Zuf├╝hrung eines Zusatzwerkstoffes ausgef├╝hrt.

Die Laserstrahlung wird mittels einer Optik fokussiert. Die Werkst├╝ckoberfl├Ąche der Sto├čkante, also der F├╝gesto├č der zu verschwei├čenden Bauteile befindet sich in der unmittelbaren N├Ąhe des Fokus der Optik (im Brennfleck). Die Lage des Fokus relativ zur Werkst├╝ckoberfl├Ąche (oberhalb oder unterhalb) ist ein wichtiger Schwei├čparameter und legt auch die Einschwei├čtiefe fest. Der Brennfleck besitzt typische Durchmesser von einigen Zehntel Millimetern, wodurch sehr hohe Energiekonzentrationen entstehen, wenn der eingesetzte Laser die typischen Leistungen von einigen Kilowatt Laserleistung besitzt. Durch Absorption der Laserleistung erfolgt auf der Werkst├╝ckoberfl├Ąche ein extrem schneller Anstieg der Temperatur ├╝ber die Schmelztemperatur von Metall hinaus, so dass sich eine Schmelze bildet. Durch die hohe Abk├╝hlgeschwindigkeit der Schwei├čnaht wird diese je nach Werkstoff sehr hart und verliert in der Regel an Z├Ąhigkeit.[28]

Laserschwei├čen von Metallen

Beim Laserschwei├čen wird zwischen Lasertiefschwei├čen und W├Ąrmeleitungsschwei├čen unterschieden. Beide Verfahren unterscheiden sich haupts├Ąchlich durch die verwendeten Strahlintensit├Ąten.

Tiefschwei├čen

Lasertiefschwei├čprozess

Bei hohen Strahlintensit├Ąten im Fokus (wie bei Stahlwerkstoffen ca. 4 MW/cm┬▓ abh├Ąngig von der Verfahrgeschwindigkeit; bei einer Geschwindigkeit von 1 m/min reichen unter Umst├Ąnden auch etwa 2 MW/cm┬▓) bildet sich in der Schmelze in Strahlrichtung eine Dampfkapillare (mit Metalldampf oder teilionisiertem Metalldampf gef├╝llter, schlauchf├Ârmiger Hohlraum, auch keyhole genannt) in der Tiefe des Werkst├╝ckes aus. Der Werkstoff wird dadurch auch in der Tiefe aufgeschmolzen, die Schmelzzone kann tiefer als breit sein. Die Dampfkapillare erh├Âht aufgrund von Mehrfachreflexionen an den Wandungen die Absorption der Laserstrahlung im Material, wodurch ein gegen├╝ber dem W├Ąrmeleitungsschwei├čen vergr├Â├čertes Schmelzvolumen erzeugt werden kann.

W├Ąrmeleitungsschwei├čen

Werden Strahlintensit├Ąten bis 100 kW/cm┬▓ verwendet, liegt in der Regel W├Ąrmeleitschwei├čen vor. Da Metalle f├╝r Laserstrahlen, abh├Ąngig von der eingestrahlten Wellenl├Ąnge, eine Reflektivit├Ąt von bis zu 95 % besitzen k├Ânnen, reicht die Intensit├Ąt nicht aus, um eine Dampfkapillare (keyhole) zu erzeugen. Die Strahlung dringt nicht ein, die W├Ąrme und somit das Schmelzbad dringen weniger tief ein, daher werden hiermit haupts├Ąchlich geringe Materialdicken geschwei├čt.

Laserschwei├čen von Kunststoffen

Laserkunststoffschwei├čproze├č

Beim Laserschwei├čen von Kunststoffen k├Ânnen ausschlie├člich Thermoplaste verwendet werden ÔÇô nur diese k├Ânnen eine Schmelze bilden.

Das Laserdurchstrahlschwei├čen von Kunststoffen findet meist im ├ťberlappverfahren statt. Dabei werden zwei unterschiedliche Schwei├čpartner verwendet. Der obere ist f├╝r die verwendete Laserwellenl├Ąnge transparent. Durch diesen strahlt der Laser nahezu ungehindert hindurch. Aufgrund der Transparenz erhitzt er sich kaum. Der untere Schwei├čpartner muss die Strahlung absorbieren. Dazu kann zum Beispiel eine Beigabe von absorbierenden Partikeln (ca. 0,3 Gew.-% Ru├č) beitragen. Dieser Stoff nimmt die Energie auf, beginnt zu schmelzen und gibt dabei die entstandene W├Ąrme durch W├Ąrmeleitung auch an den oberen Partner weiter. Damit der Energie├╝bergang und ein Materialkontakt stattfindet, m├╝ssen beide Partner oft zusammengepresst werden, zumindest jedoch passgenau zueinander sein. Durch das Zusammenflie├čen der beiden Stoffe kann so eine Schwei├čnaht hergestellt werden.

H├Ąufig werden hierf├╝r die effizienten Diodenlaser eingesetzt, diese weisen bei den erforderlichen kleinen Leistungen (5 bis 150 Watt) eine f├╝r dieses Schwei├čverfahren ausreichende Strahlqualit├Ąt auf.

Vor- und Nachteile

Ein gro├čer Vorteil lasergeschwei├čter Bauteile ist der durch den im Vergleich zu anderen Schwei├čverfahren geringere, konzentrierte Energieeintrag in das Werkst├╝ck. Die Folge ist u. a. geringerer thermisch bedingter Verzug. Daher wird dieses Schwei├čverfahren oftmals zum F├╝gen von Komponenten zu Fertigbauteilen eingesetzt (z. B. Gangrad und Synchronk├Ârper Ôćĺ Getrieberad).

Damit wird oft auch der Nachteil der geringen Strahlungs-Absorption beim W├Ąrmeleitschwei├čen von Metallen ausgewogen.

Ein weiterer Vorteil ist die gro├če Arbeitsentfernung (Schwei├čen bis etwa 500 mm Abstand oder an schwer zug├Ąnglichen Stellen) und die freie Wahl der Umgebungsatmosph├Ąre.

Besonderheit des Laserschwei├čens ist, dass s├Ąmtliche Nahtgeometrien hergestellt werden k├Ânnen (Stumpfn├Ąhte, ├ťberlappn├Ąhte oder Kehln├Ąhte). Gro├če Spaltbreiten k├Ânnen jedoch nicht ├╝berbr├╝ckt werden, dann kommen eventuell Zusatzwerkstoffe zum Einsatz. Nachteil sind die hohen Anlagenkosten.

Ausr├╝stung

Ein Industrie┬şroboter f├╝r das Laser┬şstrahl┬şschwei├čen in Aktion

Eine Laserschwei├čanlage besteht in der Regel aus dem Laser, einer Bewegungseinheit und einem optischen System zur F├╝hrung des Laserstrahles, an dessen Ende die Bearbeitungs- und Fokussier-Optik sitzt. Das Bewegungssystem bewegt entweder den Laserstrahl ├╝ber das Werkst├╝ck oder das Werkst├╝ck unter dem Laserstrahl. Seltener sind Bauformen, wo sowohl das Werkst├╝ck als auch der Laserstrahl bewegt werden. Der Laserstrahl kann auch nach der Fokussierung mit einem Spiegelscanner ├╝ber das Werkst├╝ck bewegt werden. Scannersysteme bestehen aus einer Kombination von rotierenden Facettenspiegeln oder verkippbaren Ablenkspiegeln (siehe Galvanometer), die den Laserstrahl ├╝ber die einstellbaren Winkel der Spiegel an unterschiedliche Orte reflektieren k├Ânnen. Der Vorteil liegt haupts├Ąchlich in der sehr hohen m├Âglichen Geschwindigkeit der Positionierung des Laserstrahles. Diese Technik setzt voraus, dass der Laser einen Laserstrahl sehr hoher Strahlqualit├Ąt bei vergleichsweise hoher Laserleistung liefert (Faserlaser, Scheibenlaser, CO2 Slab-Laser o. ├Ą.). Diese Art des Laserschwei├čens wird auch als Remote-Schwei├čen bezeichnet.

Beim Remote-Schwei├čen k├Ânnen grunds├Ątzlich zwei unterschiedliche L├Âsungsans├Ątze unterschieden werden: Die Remote-K├Âpfe (auch Scan-K├Âpfe genannt) und die Gro├čraum-Remote-Anlagen. W├Ąhrend die Gro├čraum-Anlagen ortsfest montiert werden und sehr gro├če Arbeitsr├Ąume (> 4 m┬▓) bearbeiten k├Ânnen, werden die Scanner-K├Âpfe i.d.R. an einer beweglichen Mechanik (Linearachse oder Roboter) montiert. Scan-K├Âpfe weisen nur einen kleinen Arbeitsraum (i.d.R. < 0,5 m┬▓) auf. Durch Versetzen des Scan-Kopfes an verschiedene Positionen kann jedoch auch ein gr├Â├čerer Arbeitsraum erreicht werden. Finden die Bewegungen zur Positionierung und Schwei├čung nacheinander statt, spricht man vom Step-by-step-Schwei├čen, finden beide Bewegungen parallel statt, vom ÔÇ×Schwei├čen on the flyÔÇť.

H├Ąufig verwendete Strahlquellen beim Laserschwei├čen von Metallen sind der Nd:YAG-Laser (Wellenl├Ąnge 1,06 ┬Ám) und der CO2-Laser (Wellenl├Ąnge ca. 10,6 ┬Ám). Neuerdings werden immer h├Ąufiger auch Diodenlaser eingesetzt, da inzwischen Halbleiterlaser im Hochleistungsbereich (einige 1000 Watt) hergestellt werden k├Ânnen. Vorteilhaft ist deren gegen├╝ber Nd:YAG und CO2-Lasern wesentlich h├Âherer Wirkungsgrad. Der Strahl des Nd:YAG-Lasers und des Diodenlasers ist faserg├Ąngig, d. h. er kann ├╝ber einen Lichtwellenleiter oder ein Glasfaserkabel in die Laserschwei├čoptik gef├╝hrt werden. Diese besteht aus Glaslinsen. Der CO2-Strahl hingegen kann nur durch Luft gef├╝hrt werden und muss ├╝ber Spiegel zur Bearbeitungsoptik geleitet werden. Diese besteht bei CO2-Lasern aus Linsen aus einkristallinem Zinkselenid oder oft auch aus einem Fokussierspiegel (meist aus Kupfer).

Elektronenstrahlschwei├čen

Beim Elektronenstrahlschwei├čen (EN ISO 4063: Prozess 51) wird die ben├Âtigte Energie von durch Hochspannung (60ÔÇô150 kV) beschleunigten Elektronen in die Prozesszone eingebracht. Die Strahlbildung erfolgt im Hochvakuum (< 10Ôłĺ4 mbar) durch ein Triodensystem, bestehend aus Kathode, Steuerelektrode (auch Wehneltzylinder genannt) und Anode. Der Schwei├čvorgang geschieht meistens im Vakuum, kann aber beim sog. NV-EBW (Non-Vacuum Electron Beam Welding, dt. Elektronenstrahlschwei├čen an Atmosph├Ąrendruck) auch unter Normaldruck geschehen. Hier wird dann mit einer Strahlleistung von bis zu 30 kW gearbeitet, wobei der Arbeitsabstand zwischen Strahlaustritt und Werkst├╝ck zwischen 6 und 30 mm liegen sollte. Der ├ťbergang vom Hochvakuum zum Atmosph├Ąrendruck geschieht ├╝ber mehrere Druckstufen.

Beim Aufprall der Elektronen auf das Werkst├╝ck setzen diese einen Gro├čteil ihrer kinetischen Energie in W├Ąrme um. Ferner entsteht R├Ântgenstrahlung, weshalb die Arbeitskammer abgeschirmt sein muss. Der Grad der Abschirmung richtet sich dabei nach der verwendeten Hochspannung. Bei Hochspannungen im Bereich von 60 bis 80kV erfolgt die Abschirmung in der Regel ├╝ber die Vakuumkammer an sich, bei gr├Â├čeren Hochspannungen wird diese zus├Ątzlich mit einem Bleimantel (5 bis 10ÔÇëmm Dicke) versehen.

Das Elektronenstrahlschwei├čen bietet eine etwa gleich gro├če Leistungsflussdichte wie das Laserstrahlschwei├čen bei deutlich h├Âherem Wirkungsgrad (Laser: 3 bis 14 %, Elektronenstrahl: etwa 70 %). Dar├╝ber hinaus entf├Ąllt beim Elektronenstrahlschwei├čen (au├čer NV-EBW) die Verwendung von Schutzgasen. Beides wirkt sich direkt auf die Betriebskosten aus, so dass eine Elektronenstrahlanlage in der Summe und ├╝ber die Lebensdauer oftmals preiswerter ist, als ein vergleichbares Lasersystem.

Das Elektronenstrahlschwei├čen erlaubt hohe Schwei├čgeschwindigkeiten mit extrem tiefen, schmalen und parallelen N├Ąhten. Durch die geringen Nahtbreiten und der hohen Parallelit├Ąt kann der Verzug extrem klein gehalten werden. Daher kann dieses Verfahren auch am Ende der Fertigungskette eingesetzt werden. Auch beim Schwei├čen kleiner Schwei├čn├Ąhte kommt das Verfahren zum Einsatz, da der Elektronenstrahl durch angelegte elektrische Felder exakt abgelenkt werden kann. Damit kann auf die Bewegung des Bauteils verzichtet werden, der Elektronenstrahl f├╝hrt die Bewegung selbst aus (Axialnaht). Aufgrund der schnellen Ablenkung kann auch mit mehreren B├Ądern gleichzeitig geschwei├čt werden. Der Elektronenstrahl springt zwischen den einzelnen B├Ądern hin und her, ohne dass es zu einer Erstarrung der Schmelze kommt. Dadurch l├Ąsst sich zum Beispiel bei Axialn├Ąhten der Verzug minimieren. ├ťberdies ergibt sich auch ein Zeitvorteil. Das Spektrum m├Âglicher Nahttiefen liegt zwischen 0,1 mm und 300 mm (Aluminium), (Stahl) 150 mm, (Kupfer) 100 mm, (Titan): 100 mm.

Der Arbeitsabstand zum Bauteil ist von der G├╝te des Vakuums abh├Ąngig (Streuwirkung von Luftatomen) und liegt i. d. R. bei 200 ÔÇô 700 mm, es sind jedoch auch bis zu 2 m m├Âglich.

Die hohe Energiedichte erlaubt das Verschwei├čen aller, auch h├Âchstschmelzender, Metalle sowie die Herstellung von Mischverbindungen durch das Verschwei├čen verschiedener Materialien, beispielsweise von Stahl und Bronze oder auch unterschiedlicher Stahllegierungen, z. B. Verg├╝tungsstahl.

Aufgrund der Weiterentwicklung auf dem Gebiet der Vakuumtechnik und des Einsatzes ausgekl├╝gelter Anlagensysteme sind Wartezeiten bis zur Herstellung des notwendigen Drucks (etwa 0,1 Pa) kaum mehr relevant (Prozessparallelisierung). Vielmehr ist es durch die Abwesenheit sch├Ądigender Prozessgase m├Âglich, auch hochreaktive Werkstoffe zu verschwei├čen. Beispielsweise ist Elektronenstrahlschwei├čen im Raumfahrt-Segment das einzig zugelassene Verfahren zum (Tief-)Schwei├čen von Titan.

Elektronenstrahlschwei├čanlagen werden h├Ąufig in der Massenfertigung von Getriebebauteilen in der Automobilindustrie eingesetzt (vor allem Japan und Deutschland). Neben einfachen und preisg├╝nstigen Lohnauftr├Ągen werden auch Bauteile f├╝r die Luft- und Raumfahrt, den Schienenverkehr, die Medizintechnik und die Nahrungsmittelindustrie elektronenstrahlgeschwei├čt.[29]

Aluminothermisches Schwei├čen

Aluminothermisches Schwei├čen von Eisenbahnschienen.

Dieses Verfahren ist auch unter dem Namen Thermit-Schwei├čen bekannt und wird vor allem beim Verschwei├čen von Bahnschienen angewendet. In einem Tiegel mit einem Loch an der Unterseite, der auf der Verbindungsstelle steht, wird (mit Hilfe eines Magnesiumspanes) eine Mischung aus Eisenoxidpulver und Aluminiumpulver entz├╝ndet, woraus sich bei einer Temperatur von ca. 2450 ┬░C fl├╝ssiges Eisen und darauf schwimmende Aluminiumoxid-Schlacke bilden (Fe2O3 + 2 Al = 2 Fe + Al2O3).

Sprengschwei├čen

Schliffbild durch die Verbindungsfl├Ąche einer Sprengschwei├čung (EN ISO 4063: Prozess 441) mit den typischen Wellen-Strukturen

Mit Hilfe des Sprengschwei├čverfahrens ist es m├Âglich, zwei nicht schmelzschwei├čbare Materialien dauerhaft und fest miteinander zu verbinden. Dabei werden die beiden Schwei├čfl├Ąchen, unter Zuhilfenahme von Sprengstoff, mit mindestens 100 m/s┬▓ unter einem Winkel von 2┬░ bis 30┬░ aufeinander zu beschleunigt. Die Kollisionsenergie bringt die Schwei├čpartner bis zur atomaren Ebene zusammen, so dass auch die Gitterkr├Ąfte (bei Metallen) wirken. Da die Schmelztemperatur nicht erreicht wird, k├Ânnen sich keine intermetallische Phasen bilden. In der industriellen Anwendung werden auf diese Art meist zwei auf konventionelle Weise nicht schwei├čbare Metallpartner miteinander verbunden, beispielsweise Titan und Kupfer. Als Sprengstoffe kommen vorwiegend hochbrisante, plastische PETN-, RDX- und HMX-Sprengstoffe, wie Semtex mit Detonationsgeschwindigkeiten von mehr als 5000 m/s zum Einsatz. Durch den Aufprall der Schwei├čpartner entstehen an den Grenzfl├Ąchen wellenartige Verwerfungen, die eine stoffschl├╝ssige Verbindung herstellen.

Elektromagnetische Pulstechnologie

Das elektromagnetische Pulsschwei├čen kann Werkstoffmischverbindungen, aber auch artgleiche Werkstoffe ohne W├Ąrme, ber├╝hrungslos in 25 ╬╝s verbinden. Es k├Ânnen Rohre und Bleche verschwei├čt werden. Bei diesem Verfahren werden die Bauteile in eine elektromagnetische Spule eingelegt, durch die kurzzeitig ein Strom mit sehr hoher Stromst├Ąrke flie├čt, der von einem Pulsgenerator bereitgestellt wird. Durch elektromagnetische Kr├Ąfte kann z. B. der Durchmesser von Rohren durch Kompression oder Aufweitung ge├Ąndert werden. Da in metallischen Werkst├╝cken kurzzeitig ein Wirbelstrom induziert wird, k├Ânnen auch nichtmagnetische Metalle wie Aluminium verarbeitet werden. Durch die hohe Verfahrensgeschwindigkeit kommt es wie beim Sprengschwei├čen zu einer stoffschl├╝ssigen Verbindung in der festen Phase.[30]


Durch die Weiterentwicklung der Elektromagnetischen Pulstechnologie (EMPT) wurde ein Verfahren zur stoffschl├╝ssigen Verbindung von Blechen geschaffen. Ein gepulstes elektromagnetisches Feld beschleunigt eines der beiden zu f├╝genden Bleche ├╝ber eine Distanz von 0,3ÔÇô2 mm auf Geschwindigkeiten ├╝ber 200 m/s. Beim Aufprall dieses Blechs auf ein station├Ąres Gegenblech werden im Aufschlagbereich die auf beiden Oberfl├Ąchen haftenden Oxidschichten gel├Âst und durch die sich zwischen den Blechen befindliche Luft ausgeblasen. Die so erzeugten reinen Oberfl├Ąchen sind hoch reaktiv und stehen unter extremem Kontaktdruck. Dies bewirkt die Bildung einer heliumdichten metallischen Bindung durch Elektronenaustausch.[31]

Die Schwei├čmethode bringt keine W├Ąrme in die Bauteile ein. Daher ist es m├Âglich, metallische Werkstoffe mit stark unterschiedlichen Schmelzpunkten zu verschwei├čen. Zudem tritt keine Gef├╝gebeeinflussung durch W├Ąrme auf. Dies bedeutet, dass hiermit erstmals stoffschl├╝ssige Verbindungen im Blechbereich zwischen Aluminiumlegierungen und h├Âchstfesten St├Ąhlen ohne negative Einfl├╝sse auf die Werkstofffestigkeit hergestellt werden k├Ânnen.

Diffusionsschwei├čen

Das Diffusionsschwei├čen (EN ISO 4063: Prozess 45) ist eine etwa 50 Jahre alte Schwei├čtechnik, um vorwiegend metallische Werkst├╝cke miteinander zu verbinden. Die Qualit├Ąt der Schwei├čverbindungen ist au├čerordentlich hoch und kann im Bereich des verwendeten Materials liegen.

Diffusionsschwei├čen geschieht bei hohem Druck (typische Gr├Â├čenordnung: Flie├čgrenze) und etwas unterhalb der Solidustemperatur. Aber auch unter Raumtemperatur k├Ânnen Metalle zu Diffusionsverschwei├čen neigen, sofern ihre Fl├Ąchen au├čerordentlich eben und glatt ausgebildet sind. Endma├če beispielsweise k├Ânnen schon nach kurzer Zeit miteinander kaltverschwei├čen, wenn sie angesprengt sind, also sehr nah beieinander liegen.

  • Bei dem vorwiegend in der Pulvermetallurgie eingesetzten Verfahren Hei├čisostatisches Pressen (HIP) werden die Werkst├╝cke in einem Stahlblechkanister eingeschwei├čt und anschlie├čend evakuiert oder offen in eine Druckkammer gelegt. Ein Schutzgas mit entsprechendem Druck und Temperatur presst die Bauteile zusammen. Die Kraft wirkt so von allen Seiten, also isostatisch.
  • Die zweite Variante wird auch als Uniaxial Diffusion Weld (UDW) bezeichnet. Hierbei wird eine einachsige Kraft meist mittels einer hydraulischen Presse senkrecht zur verbindenden Fl├Ąche ausge├╝bt. Die Presse verf├╝gt entweder ├╝ber einen Vakuumbeh├Ąlter oder es wird ein zum HIP-Verfahren analoger Kanister benutzt.

Schwei├čsimulation

Ôćĺ Hauptartikel: Schwei├čsimulation

Die Schwei├čsimulation ist ein Werkzeug zur Kl├Ąrung schwei├čtechnischer Fragestellungen, die auf der numerischen L├Âsung eines mathematischen Modells beruht. Ziel ist es, einerseits durch das Ersetzen zahlreicher praktischer Versuche Kosten in den Unternehmen zu senken und andererseits Informationen zu gewinnen, die ├╝ber Messungen nicht oder nur mit einem sehr hohen Aufwand zu erreichen w├Ąren.

Ein Simulationsger├Ąt zum Trainieren des WIG-Schwei├čens wird seit 2010 von der ├Âsterreichischen Firma Fronius angeboten. Mit dem Ger├Ąt in der Gr├Â├če eines Darts-Automaten k├Ânnen in Echtzeit unter Realbedingungen verschiedene Schwei├č-Aufgaben trainiert werden. Je nach Brennerhaltung und -F├╝hrung werden die Schweissn├Ąhte nach der Durchf├╝hrung von einem Programm qualitativ bewertet. Dieses Ger├Ąt kann auch als Schwei├čsimulator bezeichnet werden. [32]

Arbeitsschutz

Gefahren

Grunds├Ątzlich gilt, dass Schwei├čen so gut wie immer mit starken Str├Âmen oder explosiven Gasen, giftigen Abgasen, gef├Ąhrlichem Licht und W├Ąrmeentwicklung sowie Spritzern fl├╝ssigen Metalls verbunden ist. Die Gef├Ąhrdungen sind davon abh├Ąngig, welches Schwei├čverfahren angewendet wird. H├Ąufig enthalten die Schwei├črauche krebserregende Stoffe. Dies ist insbesondere bei der Schwei├čung hochlegierter Stoffe immer der Fall. Auch der Einsatz von chrom- und/oder nickelhaltiger Schwei├čzusatzwerkstoffen in Form von Chromaten und/oder Nickelverbindungen erzeugt krebserregende Rauche. Eine akute Vergiftung durch Einatmen von St├Ąuben mit einem sehr hohen Mangangehalt kann zu entz├╝ndlichen Reaktionen in der Lunge f├╝hren. Diese Toxizit├Ąt manifestiert sich als Bronchitis und kann sich zu einer fibr├Âsen Lungenerkrankung entwickeln. Bei ordnungsgem├Ą├čem Einsatz der Absaugung wird der Grenzwert f├╝r Mangan und seine Verbindungen nicht ├╝berschritten. Dennoch ist f├╝r Schwei├čpersonal -gem├Ą├č (G39)- eine besondere Gesundheitsuntersuchung der Lunge im regelm├Ą├čigen Turnus vorgeschrieben

In Deutschland m├╝ssen die TRK-Grenzwerte f├╝r Schwermetalle beachtet werden. Viele andere Bestandteile sind ebenfalls belastend und entsprechend (TRGS403, MAK-Werte) zu beurteilen. In der TRGS 528, welche die BGR 220 (Schwei├črauche) ersetzt hat, sind unter anderem die Anforderungen an den Schwei├čarbeitsplatz geregelt. [33]

Ma├čnahmen

Es ist f├╝r Schwei├čarbeitspl├Ątze eine Gef├Ąhrdungsbeurteilung zu erstellen. Hier sind alle Inhaltsstoffe des Schwei├črauches zu ber├╝cksichtigen, u. a. Titandioxid, Fluoride, Magnesiumoxid, Calciumoxid, Eisenoxide und dessen Legierungsbestandteile wie Nickel, Cobalt, Chrom und Mangan. Bei hochlegierten St├Ąhlen ist, wenn m├Âglich, auf Elektrodenschwei├čungen zu verzichten und auf Schutzgasschwei├čen oder automatisierte Verfahren auszuweichen, denn durch die fehlende Ummantelung der Elektrode werden weniger Chromate freigesetzt.

Eine entsprechend fachkundige Einweisung ist f├╝r alle abh├Ąngig Besch├Ąftigte nach dem Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG) zwingend erforderlich; weiterhin ist ein Ausbildungsnachweis (Facharbeiterbrief oder Lehrgangspr├╝fung einer Handwerkskammer) ├╝blich. In vielen Industriebereichen, bei Bahnanwendungen, ist eine Schwei├čaufsicht erforderlich.

Roboter beim Schutzgasschwei├čen

Beim Autogenschwei├čen ben├Âtigt man Schutzgl├Ąser, damit keine gl├╝henden Teile oder Funken in die Augen gelangen. Die Gl├Ąser sind eingef├Ąrbt, damit man blendfrei die Schwei├čumgebung beobachten kann.

Beim Lichtbogenschwei├čen entsteht Ultraviolettstrahlung, die die Haut, insbesondere jedoch die Augen sch├Ądigt. Weiterhin entsteht Infrarotstrahlung (W├Ąrmestrahlung), die nicht nur auf ungesch├╝tzten K├Ârperteilen Verbrennungen erzeugen, sondern auch die Netzhaut sch├Ądigen kann. Deshalb m├╝ssen Schutzgl├Ąser verwendet werden, die diese beiden Strahlungsarten abschirmen. Die Schutzklassen f├╝r derartige Gl├Ąser sind in der Europ├Ąischen Norm EN 169 festgelegt. So sind zum Autogenschwei├čen die Schutzklassen 2 bis 8, f├╝r offenes Lichtbogenschwei├čen dagegen die Klassen 9 bis 16 vorgesehen. Die Schutzgl├Ąser tragen eine Beschriftung, die die Eigenschaften des Glases charakterisiert. Die Angabe ist wie folgt: Schutzklasse, Herstellerk├╝rzel, optische Klasse 98, DIN-Norm. Der moderne Ersatz f├╝r Schutzgl├Ąser sind automatische Schwei├čerschutzfilter.

Da die UV-Strahlung auch die Haut sch├Ądigt, wird ein Schirm verwendet, der das ganze Gesicht abdeckt. Vor dem eigentlichen fast schwarzen Glas ist meist ein normales Glas, das die Funken abh├Ąlt und billiger auszutauschen ist. Um beide H├Ąnde frei zu haben, kann der Schirm an einem Schutzhelm oder einer auf dem Kopf getragenen Vorrichtung klappbar angebracht werden. Zus├Ątzlich ist spezielle schwer entflammbare Schwei├čerkleidung zu tragen, die alle Hautfl├Ąchen sicher abdeckt. Viele Schwei├čverfahren sind sehr laut, ein angemessener Geh├Ârschutz ist daher vonn├Âten.

Zentrale Schwei├črauchabsaugung mit BGIA-Zertifizierung

Beim Schwei├čen entstehen auch feinste Staubpartikel, die abgesaugt werden m├╝ssen, damit diese nicht in die Lunge des Schwei├čers gelangen und von dort in die Blutbahn diffundieren k├Ânnen. Zu diesem Zweck werden mobile oder station├Ąre Schwei├črauchfilter eingesetzt, die diesen Feinstaub absaugen und filtern. Stand der heutigen Technik sind so genannte ePTFE-Filter ( Oberfl├Ąchenfiltration). Wenn keine effektive Absaugung des Schwei├črauchs sichergestellt werden kann, muss der Schwei├čer durch eine pers├Ânliche Schutzausr├╝stung in Form eines Gebl├Ąsefilterger├Ątes (PAPR) gesch├╝tzt werden. Vor Sauerstoffmangel oder sch├Ądlichen Gasen in Sch├Ąchten und Beh├Ąltern sch├╝tzen diese Ger├Ąte nicht. Wenn keine ausreichende Bel├╝ftung m├Âglich ist, m├╝ssen umluftunabh├Ąngige Atemschutzger├Ąte getragen werden. Besondere Vorsicht ist beim Flammrichten und Vorw├Ąrmen mit Gasbrennern, in unzureichend bel├╝fteten, engen R├Ąumen geboten, da die Flamme einen Teil des Atemsauerstoffs verbraucht.

Beim Schwei├čen m├╝ssen auch die Personen in der Umgebung vor der Strahlung und L├Ąrm gesch├╝tzt werden. Dazu gibt es Schwei├člamellen- und Schwei├červorh├Ąnge sowie Schallschutztrennwandsysteme. Bei Lichtbogenhandschwei├čungen ist die elektrische Gef├Ąhrdung des Schwei├čers besonders zu beachten. Die Lichtbogenspannung liegt zwar unter dem ÔÇô im Allgemeinen ÔÇô gef├Ąhrdenden Bereich, jedoch ist vor allem bei Arbeiten, unter besonderer elektrischer Gef├Ąhrdung, also beispielsweise bei Arbeiten in engen elektrisch leitenden R├Ąumen (Kessel, R├Âhren etc.) eine Reihe von Vorsichtsma├čnahmen zu beachten, die unter anderem im Merkblatt BGI 553 der Metallberufsgenossenschaft vorgeschlagen werden. [34]

Beim Laserschwei├čen ist der Laserstrahl selbst eine zus├Ątzliche Gefahrenquelle. Er ist in der Regel unsichtbar. W├Ąhrend Strahlung im Nahen Infrarot (Festk├Ârperlaser, Faserlaser, Diodenlaser) in die Haut und das Auge eindringt und auch bei geringen Intensit├Ąten (Streustrahlung) Netzhautsch├Ąden verursacht, wird die Strahlung des CO2-Lasers (Mittleres Infrarot) auf der Oberfl├Ąche (Haut und Hornhaut des Auges) absorbiert und verursacht oberfl├Ąchliche Verbrennungen. Hautverbrennungen durch Laser im Nahen Infrarot sind u. a. auch deshalb gef├Ąhrlich, da die Strahlung in tiefen Gebieten unter der Haut absorbiert wird, wo sich keine temperaturempfindlichen Nerven befinden. Laser-Schwei├čger├Ąte sind in der Regel sicher gehaust (verriegelte Schutzt├╝ren, Laserschutzfenster), sie fallen dann unter die Laserklasse I und k├Ânnen gefahrlos ohne Laserschutzbrille bedient werden.

Verb├Ąnde

Die nationale und internationale Zusammenarbeit bei der Ausbildung, Zertifizierung, Normung und technisch-wissenschaftliche Weiterentwicklung im Bereich Schwei├č- und F├╝getechnik wird in Deutschland durch den DVS, in Europa durch die EWF und weltweit durch das IIW koordiniert.

Einzelnachweise

  1. ÔćĹ Herbert A. Fritz, G├╝nter Schulze: Fertigungstechnik. Springer, Berlin/Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-12878-3 (Abschnitt 3.1.3 Einteilung der Schwei├čverfahren; Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  2. ÔćĹ Fachtheoretische Ausbildung der Schwei├čaufsichtspersonen Ausbildungsprogramm des DVS-Deutscher Verband f├╝r Schwei├čen und verwandte Verfahren e.V.
  3. ÔćĹ roemer-online: Feuerschwei├čen und Damastschmieden
  4. ÔćĹ Gasschwei├čen. In: Klaus-J├╝rgen Matthes, Erhardt Richter: Schwei├čtechnik: Schwei├čen von metallischen Konstruktionswerkstoffen. Carl Hanser Verlag, ISBN 978-3-446-41422-8, S. 290 (Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  5. ÔćĹ Hans J. Fahrenwaldt, Volkmar Schuler: Praxiswissen Schwei├čtechnik. Friedrich Vieweg & Sohn Verlag/DVS Verlag, ISBN 978-3-87155-970-9, S. 32 (Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  6. ÔćĹ [1]SLV-Hannover Unterwasserschwei├čen
  7. ÔćĹ Birgit Awiszus: Grundlagen der Fertigungstechnik. Hansa-Verlag, ISBN 978-3-446-41757-1 (Abschnitt: Metallschutzgasschwei├čen (MSG), Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  8. ÔćĹ Ulrich Dilthey: Schwei├čtechnische Fertigungsverfahren 1: Schwei├č- und Schneidtechnologien. Springer Verlag, ISBN 978-3-540-21673-5 (Abschnitt: Metallschutzgasschweissen (MSG), Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  9. ÔćĹ Klaus-J├╝rgen Matthes, Erhardt Richter: Schwei├čtechnik: Schwei├čen von metallischen Konstruktionswerkstoffen. Carl Hanser Verlag, ISBN 978-3-446-41422-8 (Abschnitt: Wig-Schwei├čen, Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  10. ÔćĹ reiz-online: WIG-Fibel, Zusammenfassende Darstellung des Verfahrens mit Empfehlungen f├╝r Schwei├čen und Schwei├čparameter, PDF-Datei
  11. ÔćĹ [2]:Plasmaschwei├čen: Ein produktives Hochleistungsschwei├čverfahren, PDF, Zusammenfassende Darstellung des Verfahrens
  12. ÔćĹ Gerd Witt u.a.: Taschenbuch der Fertigungstechnik. Carl Hanser Verlag, ISBN 3-446-22540-4 (Abschnitt: Plasmaschwei├čen, Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  13. ÔćĹ Arc-Atom-Welding, Atomic-Hydrogen Welding
  14. ÔćĹ Dieter Muhs (Hrsg.): Rolof/Matek Maschinenelemente. Normung, Berechnung, Gestaltung. Friedr. Vieweg Sohn Verlag|GWV Fachverlage, ISBN 978-3-8348-0262-0 (Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  15. ÔćĹ Ulrich Dilthey: Schwei├čtechnische Fertigungsverfahren 1: Schwei├č- und Schneidtechnologien. Springer Verlag, ISBN 978-3-540-21673-5 (Abschnitt: Metallschutzgasschweissen (MSG), Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  16. ÔćĹ Gerd Witt u.a.: Taschenbuch der Fertigungstechnik. Carl Hanser Verlag, M├╝nchen 2006, ISBN 3-446-22540-4 (Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  17. ÔćĹ Christian Bonten: Produktentwicklung: Technologiemanagement f├╝r Kunststoffprodukte. Carl Hanser-Verlag, M├╝nchen, ISBN 3-446-21696-0 (Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  18. ÔćĹ Bayrische Forschungsstiftung: Orbitalreibschwei├čen ÔÇô eine neue Schl├╝sseltechnologie zum F├╝gen metallischer Werkstoffe
  19. ÔćĹ Patent WO9310935: Improvements relating to friction welding. Angemeldet am 27. November 1982, Erfinder: W. M. Thomas, E. D. Nicholas, J. C. Needham, M. G. Murch, C. J. Dawes.
  20. ÔćĹ Offizielle Website. Eclipse Aviation Corporation, abgerufen am 29. Jan. 2008 (Flash, englisch).
  21. ÔćĹ Friction Stir Welding. NCAM-LP, abgerufen am 29. Jan. 2008 (englisch).
  22. ÔćĹ J. Przydatek: A ship classification view of friction stir welding. In: Proceedings of 1st Internation Friction Stir Welding Symposium. Thousand Oaks (USA) 14.ÔÇô16. Juni 1999.
  23. ÔćĹ Fred Delany, Stephan W Kallee, Mike J Russell: Friction Stir Welding of Aluminium Ships. TWI Ltd, abgerufen am 8. August 2010 (html, englisch).
  24. ÔćĹ Stephan W. Kallee, John Davenport, E. Dave Nicholas: Railway Manufacturers Implement Friction Stir Welding. American Welding Society, abgerufen am 29. Jan. 2008 (englisch).
  25. ÔćĹ Robotergest├╝tztes R├╝hrreibschwei├čen. Abgerufen am 29. Jan. 2008 (Projektbeschreibung).
  26. ÔćĹ Georg V├Âllner: R├╝hrreibschwei├čen mit Schwerlast-Industrierobotern. Dissertation Herbert Utz Verlag, ISBN 978-3-8316-0955-0 (Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  27. ÔćĹ Hans J. Fahrenwaldt, Volkmar Schuler: Praxiswissen Schwei├čtechnik. Friedrich Vieweg & Sohn Verlag/DVS Verlag, ISBN 978-3-87155-970-9, S. 42 (Abschnitt: Unterpulverschwei├čen, Eingeschr├Ąnkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  28. ÔćĹ technolix.net (8. Juli 2007)
  29. ÔćĹ Webseite der RWTH Aachen, Institut f├╝r Schwei├č- und F├╝getechnik
  30. ÔćĹ Ralph Sch├Ąfer und Pablo Pasquale: Die Elektromagnetische Puls Technologie im industriellen Einsatz
  31. ÔćĹ Blechschweissen mal wirklich ganz anders: Kundenmagazin der PSTproducts GmbH
  32. ÔćĹ [3]:Schwei├čsimulator Virtual Welding lehrt am ISF der RWTH Aachen
  33. ÔćĹ Technische Regel f├╝r Gefahrstoffe 528 (TRGS 528): Bundesanstalt f├╝r Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin
  34. ÔćĹ Merkblatt BGI 553 Berufsgenossenschaft Metall: Lichtbogenschwei├čer

Literatur

  • Fachgruppe f├╝r die schwei├čtechnische Ingenieurausbildung: F├╝getechnik Schwei├čtechnik. 6. ├╝berarb. Auflage. DVS Verlag, 2004, ISBN 3-87155-786-2.
  • U. Dilthey, A. Brandenburg: Schwei├čtechnische Fertigungsverfahren. Band 3: Gestaltung und Festigkeit von Schwei├čkonstruktionen. 2. Auflage. Springer Verlag, 2001, ISBN 3-540-62661-1.
  • H. H├╝gel: Strahlwerkzeug Laser. Teubner Studienb├╝cher Maschinenbau, Stuttgart 1992, ISBN 3-519-06134-1.
  • U. Dilthey (Hrsg.): Laserstrahlschwei├čen ÔÇô Prozesse, Werkstoffe, Fertigung, Pr├╝fung. DVS-Verlag, D├╝sseldorf 2000, ISBN 3-87155-906-7.
  • H. Schultz: Elektronenstrahlschwei├čen. Fachbuchreihe Schwei├čtechnik, Band 93. DVS-Verlag, D├╝sseldorf 2000, ISBN 3-87155-192-9.
  • K.-J. Matthes, E. Richter: Schwei├čtechnik. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2002, ISBN 3-446-40568-2.

Weblinks

 Commons: Schwei├čen ÔÇô Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien
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