Knowledge-Was ist Lichtbogenschweißen?

Lichtbogenschweißen ist ein Schweißverfahren, bei dem ein elektrischer Lichtbogen verwendet wird, um Wärme zu erzeugen, die Metalle schmilzt und verbindet. Eine Stromquelle erzeugt einen elektrischen Lichtbogen zwischen einer verbrauchbaren oder nicht verbrauchbaren Elektrode und dem Grundmaterial, wobei entweder Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC) verwendet wird.

Wie funktioniert es?


Lichtbogenschweißen ist ein Schmelzschweißverfahren zum Verbinden von Metallen. Ein elektrischer Lichtbogen von einer AC- oder DC-Stromquelle erzeugt eine intensive Hitze von etwa 6500°F, die das Metall an der Verbindungsstelle zwischen zwei Werkstücken schmilzt.

Schaltplan des Lichtbogenschweißkreises

Der Lichtbogen kann entweder manuell oder mechanisch entlang der Verbindungsnaht geführt werden, während die Elektrode entweder nur den Strom leitet oder gleichzeitig schmilzt und Metall zum Schweißbad zuführt.

Da die Metalle bei hohen Temperaturen durch den Lichtbogen chemisch mit Sauerstoff und Stickstoff aus der Luft reagieren, wird ein Schutzgas oder Schlacke verwendet, um den Kontakt des geschmolzenen Metalls mit der Luft zu minimieren. Nach dem Abkühlen erstarren die geschmolzenen Metalle und bilden eine metallurgische Verbindung.

Welche verschiedenen Arten des Lichtbogenschweißens gibt es?
Dieses Verfahren kann in zwei verschiedene Typen unterteilt werden: verbrauchbare und nicht verbrauchbare Elektrodentechniken.

Verbrauchbare Elektrodentechniken
Metall-Inertgas-Schweißen (MIG) und Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG)
Auch bekannt als Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW), verwendet ein Schutzgas, um die Grundmetalle vor Verunreinigungen zu schützen.

Abschirmlichtbogenschweißen (SMAW)
Auch bekannt als manuelles Metall-Lichtbogenschweißen (MMA oder MMAW), Flussmittelschild-Lichtbogenschweißen oder Stabelektrodenschweißen, ist ein Verfahren, bei dem der Lichtbogen zwischen der Metallstange (mit Flussmittel beschichtete Elektrode) und dem Werkstück gezündet wird. Sowohl die Stange als auch die Werkstückoberfläche schmelzen und bilden ein Schweißbad. Das gleichzeitige Schmelzen der Flussmittelbeschichtung auf der Stange erzeugt Gas und Schlacke, die das Schweißbad vor der Umgebungsluft schützen. Dies ist ein vielseitiges Verfahren, ideal zum Verbinden von Eisen- und Nichteisenwerkstoffen mit unterschiedlichen Materialstärken in allen Positionen.

Flussmittelkerndraht-Lichtbogenschweißen (FCAW)
Als Alternative zum SMAW entwickelt, verwendet FCAW eine kontinuierlich zugeführte verbrauchbare Flussmittelkerndraht-Elektrode und eine Konstantspannungs-Stromquelle, die eine konstante Lichtbogenlänge gewährleistet. Dieses Verfahren verwendet entweder ein Schutzgas oder nur das durch das Flussmittel erzeugte Gas zum Schutz vor Verunreinigungen.

Unterpulverschweißen (SAW)
Ein häufig verwendetes Verfahren mit kontinuierlich zugeführter verbrauchbarer Elektrode und einer Decke aus schmelzbarem Flussmittel, das im geschmolzenen Zustand leitfähig wird und einen Strompfad zwischen dem Bauteil und der Elektrode bildet. Das Flussmittel hilft auch, Spritzer und Funken zu verhindern und unterdrückt Dämpfe und ultraviolette Strahlung.

Elektroschlackeschweißen (ESW)
Ein vertikales Verfahren zum Schweißen dicker Platten (über 25 mm) in einem Durchgang. ESW nutzt einen elektrischen Lichtbogen zum Starten, bevor eine Flussmittelzugabe den Lichtbogen löscht. Das Flussmittel schmilzt, während der Draht zugeführt wird, und bildet eine flüssige Schlacke auf dem Schweißbad. Die Wärme zum Schmelzen des Drahts und der Plattenkanten wird durch den Widerstand der flüssigen Schlacke gegen den elektrischen Strom erzeugt. Zwei wassergekühlte Kupferschuhe folgen dem Schweißfortschritt und verhindern, dass flüssige Schlacke abläuft.

Lichtbogen-Stoßschweißen (SW)
Ähnlich dem Blitzschweißen verbindet SW eine Mutter oder Befestigung, meist mit einer Flanschfläche mit Noppen, die schmelzen, um die Verbindung herzustellen, mit einem anderen Metallteil.

Nicht verbrauchbare Elektrodentechniken
Wolfram-Inertgas-Schweißen (TIG)
Auch bekannt als Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW), verwendet eine nicht verbrauchbare Wolframelektrode, um den Lichtbogen zu erzeugen, und ein inertes Schutzgas, um die Schweißnaht und das Schweißbad vor atmosphärischer Verunreinigung zu schützen.

Plasmalichtbogenschweißen (PAW)
Ähnlich wie TIG verwendet PAW einen elektrischen Lichtbogen zwischen einer nicht verbrauchbaren Elektrode und einer Anode, die sich im Inneren der Brennerdüse befinden. Der Lichtbogen ionisiert das Gas im Brenner und erzeugt das Plasma, das dann durch ein feines Bohrloch in der Anode gedrückt wird, um die Grundplatte zu erreichen. Auf diese Weise wird das Plasma vom Schutzgas getrennt.