Was ist Blechschweißen?

Blatt mMetallschweißenist eine Materialverarbeitungstechnologie, die sich auf die Verbindung von beziehtzweioder mehrere separate Metallteile auf irgendeine Weise zu einem zusammenfügen. Mit der Entwicklung der Industrietechnik wird die Schweißtechnik immer häufiger eingesetzt, ein wichtiger Prozess in der Metallverarbeitung der verarbeitenden Industrie.

Welche Methoden gibt es zum Metallschweißen?

Es gibt viele Arten von Metallschweißverfahren. Je nach Zustand und Prozesseigenschaften des Metalls im Schweißprozess werden Metallschweißverfahren hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt: Schmelzschweißen, Pressschweißen und Hartlöten.

Schmelzschweißen

Beim Schmelzschweißen handelt es sich um eine Methode zum Verbinden von Metallteilen durch Erhitzen und Zusammenschmelzen. Diese Methode erfordert keinen Druck. Die Grenzflächen der beiden Werkstücke werden erhitzt, wodurch das Metall eine erhebliche Atomkraft erzeugt und an der erhitzten Stelle einen flüssigen Zustand bildet. Die Metallatome der beiden Werkstücke diffundieren vollständig und verschmelzen. Wenn das geschmolzene Metall abkühlt, bildet es eine starke Schweißverbindung.

Zu den gängigen Schmelzschweißtechniken gehören Lichtbogenschweißen, Gasschweißen und Laserschweißen.

Lichtbogenschweißen

Lichtbogenschweißenwird von einer Stromquelle gespeist, die zwischen der Elektrode und den beiden Werkstücken einen Lichtbogen entlädt. Dieser Lichtbogen wandelt sich in Wärme um, schmilzt die Elektrode und die Werkstücke und verbindet die Metalle miteinander. Während des Schweißprozesses erzeugen Niederspannung und Hochstrom hohe Temperaturen und intensives Licht, wodurch die Elektrode und die Werkstücke verbrennen und ein Schmelzbad entsteht, das abkühlt und eine Schweißnaht bildet.

Dieses Schweißverfahren hat ein breites Anwendungsspektrum und kann zum Schweißen verschiedener Metalle wie Edelstahl, Aluminium, Kupfer und Kohlenstoffstahl verwendet werden. Da Lichtbogenschweißgeräte tragbar und einfach zu bedienen sind, werden sie häufig in Branchen wie dem Maschinenbau, dem Baugewerbe und dem Schiffbau eingesetzt. Es wird beispielsweise für Bewehrungsanschlüsse im Bauwesen verwendet. Darüber hinaus wird Lichtbogenschweißen häufig bei der Reparatur von Geräten und der Wartung von Eisenbahnschienen eingesetzt.

Für das Lichtbogenschweißen sind in der Regel eine Lichtbogenschweißmaschine, Schweißstäbe und ein Gesichtsschutz erforderlich. Es handelt sich um eine kostengünstige und weit verbreitete Schweißmethode. Aufgrund der technischen Schwierigkeit hängt die Qualität der Schweißung jedoch weitgehend vom Können des Schweißers ab.

Gasschweißen

Gasschweißenverwendet zwei Arten von Gasen: ein Brenngas und ein Oxidationsgas. Durch die Verbrennung dieser Gase entsteht Wärme, die zum Schmelzen der Metallmaterialien und des Schweißdrahts verwendet wird, die kontinuierlich zwischen den beiden Werkstücken zugeführt werden, wodurch die Metallverbindung hergestellt wird.

Gasschweißen wird häufig zum Schweißen von Metallen wie Stahl, Aluminium und Kupfer eingesetzt. Es bietet Vorteile wie Flexibilität in der Anwendung, keine Einschränkungen der Arbeitsumgebung und einfache Bedienung. Darüber hinaus benötigt es keinen Strom und wird daher häufig für Arbeiten im Freien und auf Baustellen für Metallverbindungen eingesetzt. Wenn Sie ein Metallrohr reparieren müssen, ist Gasschweißen eine ausgezeichnete Wahl.

Allerdings hat das Gasschweißen seine Grenzen. Die Qualität der Schweißnaht wird maßgeblich von der Qualität des Schweißdrahtes beeinflusst und die Schweißverbindungen sind anfällig für Verformungen. Darüber hinaus ist die Produktionseffizienz relativ gering.

Laserschweißen

Laserschweißennutzt einen Laserstrahl als Wärmequelle. Der Laserstrahl trifft auf die Kanten der Metallwerkstücke, erzeugt Hitze und bildet ein Schweißbad. Wenn sich der Laser wegbewegt, kühlen die geschmolzenen Metallkanten ab und verbinden sich miteinander. Dieses Verfahren kann für überlappende Schweißnähte, Stumpfnähte und versiegelte Schweißnähte in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt werden.

Das Laserschweißen zeichnet sich durch eine hohe Schweißgeschwindigkeit und einen hohen Wirkungsgrad aus und kann auch zum Schweißen von Nichtmetallen eingesetzt werden. Es handelt sich um eine fortschrittliche Schweißtechnologie, die in Branchen wie der Automobilherstellung, der Elektronik und der Schmuckindustrie weit verbreitet ist. Es kann jedoch keine dickeren Materialien durchdringen und eignet sich daher am besten für dünnwandige Materialien. Im Vergleich zu anderen Schweißverfahren sind Laserschweißgeräte tendenziell teurer.

Drücken Sie Schweißen

Im Gegensatz zum Schmelzschweißen muss beim Pressschweißen während des Schweißvorgangs ein gewisser Druck auf das Metall ausgeübt werden. Die Metallmaterialien schmelzen nicht in einen flüssigen Zustand, sondern bleiben fest. Beim Druckschweißen werden die Metallverbindungen erhitzt, um ihre Plastizität zu erhöhen, und dann wird Druck auf das plastifizierte Metall ausgeübt, was zu einer stärkeren Schweißverbindung führt. Daher spielt der Druck in diesem Prozess eine entscheidende Rolle.

Mit der Entwicklung der Industrieökonomien sind viele neue Materialien und Produkte entstanden, die zu kontinuierlichen Innovationen in der Pressschweißtechnik führen. Zu den wichtigsten Druckschweißtechniken gehören derzeit Widerstandsschweißen, Diffusionsschweißen, Reibschweißen und Ultraschallschweißen.

Widerstandsschweißen

WiderstandsschweißenVerwendet elektrischen Strom, um die Verbindungsstelle von Metallwerkstücken zu erhitzen, während über Elektroden Druck ausgeübt wird, um die Schweißung abzuschließen. Es wird üblicherweise zum Schweißen von Edelstahl, Kupfer, Aluminium und Kohlenstoffstahl verwendet. Aufgrund seiner hohen und gleichbleibenden Schweißqualität spielt das Widerstandsschweißen eine bedeutende Rolle in der Automobil-, Elektronik- und Luft- und Raumfahrtindustrie. Mit dem technologischen Fortschritt wurde das Widerstandsschweißen zunehmend automatisiert, was die Produktionseffizienz weiter steigerte.

Das Widerstandsschweißen kann in vier Verfahren unterteilt werden:Punktschweißen, Buckelschweißen,Nahtverschweißung, UndStumpfschweißen. Wenn Sie beispielsweise ein Automobilteil schweißen müssen, beispielsweise um eine Mutter an einer Metallplatte zu befestigen, können Sie Buckelschweißen verwenden. Allerdings sind Widerstandsschweißgeräte im Allgemeinen sperrig und nicht leicht zu bewegen, was ihren Einsatz auf bestimmte Umgebungen beschränkt. Jedes Mal, wenn Sie unterschiedliche Metallmaterialien oder -dicken schweißen, müssen die Parameter angepasst werden, damit es besser für das Schweißen von Metallkomponenten in großen Mengen geeignet ist.

Diffusionsschweißen

DiffusionsschweißenBeim Schweißen, auch Diffusionsschweißen genannt, werden Metalloberflächen erhitzt und mit Druck beaufschlagt. Durch diesen Prozess können Atome und Moleküle der Metallmaterialien unter hoher Temperatur und hohem Druck diffundieren und sich verbinden. Das Diffusionsschweißen kann sowohl für ähnliche als auch für unterschiedliche Materialien verwendet werden und verbindet üblicherweise Kupfer, Aluminium und Verbundwerkstoffe.

Mit dieser Methode können mehrere Verbindungen in einer Baugruppe gleichzeitig geschweißt werden, beispielsweise das Schweißen von 20 Lagen 0,1 mm starker Kupferfolie. Durch das Diffusionsschweißen entstehen stabile und verformungsbeständige Verbindungen, sodass in der Regel keine weitere Bearbeitung erforderlich ist. Es weist jedoch auch Nachteile auf, darunter eine geringe Produktionseffizienz und hohe Ausrüstungskosten.

Reibschweißen

Reibschweißenist ein Schweißverfahren, bei dem Wärme genutzt wird, die durch die relative Reibungsbewegung zwischen Werkstücken unter Druck entsteht. Es handelt sich um eine effiziente, energiesparende Methode, die qualitativ hochwertige Schweißnähte erzeugt. Im Vergleich zum Abbrennstumpfschweißen hat das Reibschweißen eine kleinere Wärmeeinflusszone und eignet sich besser zum Verbinden unterschiedlicher Metalle.

Reibschweißen ist einzigartig und bietet Vorteile wie geringen Stromverbrauch und Umweltfreundlichkeit, was es in Branchen wie der mechanischen Fertigung, der Luft- und Raumfahrt sowie der Energiebranche beliebt macht. Allerdings eignet es sich im Allgemeinen nur zum Verbinden von Metallstangen und Rohren gleichen Durchmessers. Sobald Form und Montageposition der Werkstücke festgelegt sind, wird das Schweißen zu einer Herausforderung.

Ultraschallschweißen

Beim Ultraschallschweißen werden durch Ultraschallwellen erzeugte hochfrequente Vibrationen verwendet, um an den Metallkontaktflächen Reibung, Verformung und Wärme zu erzeugen. Über obere und untere Schallhörner wird Druck ausgeübt, um den Schweißvorgang abzuschließen. Hierbei handelt es sich um ein einzigartiges Schweißverfahren, bei dem kein elektrischer Strom durch die Werkstücke oder externe Wärmequellen fließt und das einige Eigenschaften mit dem Reibschweißen und dem Diffusionsschweißen gemeinsam hat.

Ultraschallschweißenkann für eine Vielzahl von Materialien verwendet werden, darunter sowohl ähnliche als auch unterschiedliche Metalle wie Kupfer, Aluminium, Gold und Silber. Allerdings wird es häufiger zum Schweißen nichtmetallischer Materialien wie ABS, PP und PC verwendet, wo es noch bessere Ergebnisse liefert.

Hartlöten

Hartlötenist ein Schweißverfahren, bei dem ein Zusatzwerkstoff mit einem Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunkts der Werkstücke erhitzt und geschmolzen wird, um die Lücken zwischen zwei Metallwerkstücken zu füllen und so den Metallverbindungsprozess abzuschließen. Im Gegensatz zum Schmelzschweißen und Pressschweißen ist bei dieser Methode kein Aufschmelzen der Werkstücke oder die Anwendung von Druck erforderlich. Hartlöten wird hauptsächlich zum Verbinden überlappender Werkstücke verwendet, wobei die Spaltgrößen typischerweise zwischen 0,01 und 0,1 Millimeter liegen.

Heutzutage wird Hartlöten zunehmend in Branchen wie Maschinen, Elektronik, Instrumenten und Beleuchtung eingesetzt. Die Qualität des Lötens hängt maßgeblich vom verwendeten Zusatzwerkstoff ab. Daher ist es beim Hartlöten von Metallwerkstücken wichtig, ein Lot mit guten Benetzungseigenschaften zu wählen, das die Verbindungen effektiv füllen kann. Basierend auf dem Schmelzpunkt des Füllmetalls wird das Hartlöten in Weichlöten und Hartlöten eingeteilt.

Weichlöten

Beim Weichlöten werden Zusatzmetalle mit Schmelzpunkten unter 450 Grad Celsius verwendet. Die durch Weichlöten hergestellten Verbindungen weisen eine geringere Festigkeit und eine schlechte Hitzebeständigkeit auf. Es wird häufig für elektrische Verbindungen in elektronischen Präzisionsprodukten und zum Löten mit Lötkolben verwendet. Wenn die Festigkeitsanforderungen nicht kritisch sind und der Schmelzpunkt des Zusatzmetalls höher ist als der des zu lötenden Metalls, kann Weichlöten eingesetzt werden.

Schwer alsoldering

Beim Hartlöten mit hochschmelzenden Loten werden Lote mit Schmelzpunkten über 450 Grad Celsius verwendet. Durch Hartlöten entstehen Verbindungen, die stabiler sind als solche durch Weichlöten. Beim Hartlöten werden üblicherweise Materialien wie Silber, Aluminium, Kupfer und Nickel verwendet. Die Wahl des Zusatzwerkstoffs hängt von den Eigenschaften der Werkstückmaterialien und den Leistungsanforderungen der Verbindung ab. Hartlöten eignet sich grundsätzlich für Edelstahl, Aluminiumlegierungen, Kupfer und andere Materialien mit hohen Festigkeitsanforderungen. Es wird für Verbindungen verwendet, die unter hohen Temperaturen betrieben werden, und findet umfangreiche Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt-, Elektronik- und Elektroindustrie.

Abschluss

Es gibt verschiedene Arten des Metallschweißens, und die oben genannten gehören zu den gebräuchlicheren Methoden. Da die Schweißtechnik immer weiter voranschreitet, kommen immer mehr Schweißverfahren auf den Markt. Bei der Überlegung, wie Sie Ihre Metallwerkstücke schweißen, ist es wichtig, Aspekte wie das Material des Werkstücks, seine Form, die Arbeitsumgebung und mehr zu berücksichtigen. Die Wahl des geeigneten Schweißverfahrens auf Grundlage dieser Faktoren ist entscheidend.