Blechschweißen ist ein unverzichtbarer Prozess in vielen Branchen. Überall dort, wo das Verbinden dünner Metallbleche zur Herstellung von Komponenten, Baugruppen oder Strukturen erforderlich ist, müssen Bleche verschweißt werden. Die technischen Verfahren, um Bleche zu schweißen, spielen vor allem in der Automobilindustrie aber auch der Luft- und Raumfahrtindustrie, dem Baugewerbe und der verarbeitenden Industrie eine wichtige Rolle.
Schweißverfahren für das Fügen von Blechen
Für das Schweißen von Blechen kommen in Abhängigkeit von Material, Dicke und Anwendungsbereich unterschiedliche Schweißverfahren zum Einsatz. Im Folgenden sind die gängigsten Methoden angeführt, um Bleche zu verschweißen.
MIG-Schweißen
Metall-Inertgasschweißen – auch unter dem Namen MIG-Schweißen bzw. Metall-Schutzgasschweißen bekannt – ist ein Verfahren, bei dem mit einer Schweißpistole eine durchgehende Massivdrahtelektrode in das Schweißbad eingeführt wird. Das Schutzgas in der Schweißpistole gleitet um den Lichtbogen und die Schweißstelle. Damit wird eine Oxidation bzw. atmosphärische Kontamination des Schweißbades verhindert.
MIG-Schweißen erzeugt Schweißnähte mit guter Qualität und eignet sich für Bleche wie Aluminium, Stahl und Edelstahl. Die Schweißmethode ist weit verbreitet im Einsatz. Ein verwandtes Verfahren ist das Metall-Aktiv-Gas-Schweißen (MAG), das im Vergleich eine geringere Schweißgüte aufweist und bei niedrig- und unlegierten Stählen zum Einsatz kommt.
WIG-Schweißen
WIG-Schweißen ist eine Form des Lichtbogenschweißens. Beim Wolfram-Inertgas-Schweißen kommt zur Herstellung der Schweißnaht eine Wolframelektrode zum Einsatz. Je nach Material und Anwendung wird unter Gleich- oder Wechselstrom geschweißt. Die Wolframelektrode wird beim Schweißvorgang nicht verbraucht, sondern bleibt erhalten. Wiederum kommt ein Schutzgas wie beispielsweise Argon oder Helium zum Einsatz, das eine atmosphärische Verunreinigung bzw. eine Oxidation von Elektrode und Schweißnaht verhindert.
WIG-Schweißen gehört zu den Verfahren die sich für das Schweißen von Nichteisenmetallen wie Aluminium, Titan, Kupfer, Nickel, Magnesium oder beispielsweise Chrom eignen. Die Technik spielt in der Luft- und Raumfahrtindustrie eine Rolle und kommt unter anderem für die Herstellung von Rahmen für Motorräder zum Einsatz.
Stabschweißen
Stabschweißen ist auch unter dem Begriff Metalllichtbogenschweißen bekannt und ist ein manuelles Lichtbogenschweißverfahren. Als Elektrode dient ein mit Flussmittel bedeckter Stab. Elektrischer Strom erzeugt einen Lichtbogen zwischen den Metallverbindungsstücken und der Elektrode. Das Schweißverfahren ist für zähe Metalle wie Eisen und Stahl geeignet und benötigt kein Schutzgas. Das Flussmittel, das die Elektrode bedeckt, zerfällt durch die erzeugte Wärme und bildet eine Schlacke aus, die das Schweißbad vor Kontamination schützt. Die Schweißtechnik ist in der Bau-, Schiffbau- und Stahlindustrie weit verbreitet.
Plasma-Lichtbogenschweißen
Ähnlich zum WIG-Schweißen kommt beim Plasma-Lichtbogenschweißen eine Wolframelektrode zum Einsatz. Charakteristisch bei diesem Verfahren ist der kleine Lichtbogen, der die Platzierung der Elektrode direkt am Schweißbrennerkörper ermöglicht. Das verwendete Gas steht und Druck und bildet ein heißes Plasma aus. Dieses sorgt für das Zusammenschmelzen der Metalle. Die entstehenden Schweißnähte zeichnen sich durch hohe Festigkeit aus.
Laserschweißen
Beim Laserschweißen wird die Energie durch einen fokussierten Laserstrahl zugeführt. Das Verfahren kommt vor allem dort zum Einsatz, wo Schweißen von Bauteilen mit hoher Schweißgeschwindigkeit, geringem thermischem Verzug sowie schmaler und schlanker Schweißnahtform benötigt wird. In der Regel wird kein Zusatzwerkstoff zugeführt.
Laserschweißen ist hochpräzise und eignet sich für Arbeiten mit filigranen Details. Der Laserstrahl lässt sich sehr gut fokussieren. Das Ergebnis sind exakte Schweißnähte bei gleichzeitig sehr geringer Wärmeeinbringung. Laserschweißen ist sowohl für das Fügen zäher Metalle wie Kohlenstoffstahl, Titan, Edelstahl und Aluminium als auch für Thermoplaste geeignet. Die exzellente Schweißnahtqualität erfüllt hohe ästhetische Anforderungen und reduziert den Nachbearbeitungsaufwand signifikant.
Gasschweißen
Gasschweißen ist eine klassische Form des Wärmeschweißens. Die beim Verbrennen des eingesetzten Brennstoffes entstehende sehr heiße Flamme dient zum Schmelzen der Metalloberfläche und bewirkt den Fügevorgang. Die Technik ist weit verbreitet und eignet sich für Eisen- sowie für Nichteisenmetalle. Es wird kein Strom benötigt.
Welche Blechdicken und Materialien können verschweißt werden?
Material und Blechdicke entscheiden darüber, ob und mit welchem Verfahren es möglich ist, Bleche zu verschweißen. In Folge eine Übersicht über gängige Materialien und ihre Schweißbarkeit:
- Stahl: Sowohl unlegierter als auch legierter Stahl sind gut schweißbar. WIG-, MAG- oder Elektrodenschweißen sind unter anderem geeignet.
- Edelstahl: Mit speziellem Schutzgas und speziellen Verfahren schweißbar, wie beispielsweise WIG- oder MIG-Schweißen.
- Aluminium: Grundsätzlich schweißbar. Anspruchsvoll wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit sowie der Oxidbildung. Gängige Verfahren sind beispielsweise WIG- oder MIG-Verfahren mit Wechselstrom.
- Kupfer und Messing: Mit speziellen Kenntnissen schweißbar. Die Schweißbarkeit wird durch die Wärmeleitfähigkeit und die Zusammensetzung der Legierung beeinflusst. Häufig kommen das WIG- oder MIG-Verfahren zum Einsatz.
Auch hinsichtlich der Blechdicken muss genau überlegt werden, welches Schweißverfahren schlussendlich zum Einsatz kommt:
- Dünne Bleche (< 1 mm): Um ein Durchbrennen zu vermeiden, ist eine präzise Steuerung des Schweißprozesses erforderlich. WIG-, Micro-MIG-Verfahren bzw. Laserschweißen sind geeignete Verfahren.
- Mittlere Blechdicken (1 – 5 mm): Die meisten gängigen Schweißtechniken einschließlich MIG- bzw. MAG-Schweißen sind geeignet. Die Schweißparameter müssen jeweils an die Blechdicke angepasst sein.
- Dicke Bleche (> 5 mm): Hohe Schweißströme sind erforderlich, es kann erforderlich sein, Mehrlagenschweißen einzusetzen. MIG-, MAG- bzw. Elektrodenschweißen sind gängige Verfahren.
Vorteile für das Schweißen von Blechen im Vergleich zu anderen Fügeverfahren
Schweißen ist ein Fügeverfahren, bei dem Werkstoffe mit Wärme bzw. Druck in flüssigen oder plastischen Zustand gebracht werden, um sie zu verbinden. Schweißen kann mit oder ohne Zusatzwerkstoff verwendet werden und zählt zu den stoffschlüssigen und unlösbaren Verbindungen.
Zu den Vorteilen von Schweißen zählt im Vergleich zu anderen Fügetechniken:
- Hohe Kraftübertragung bei dennoch geringer Nahtdicke
- Ein günstiger Kraftlinienverlauf kann erreicht werden
- Hervorragend für Reparaturarbeiten geeignet
- Gewichtsersparnis im Vergleich zu anderen Verbindungsarten
Nachteilig wirken sich ein möglicher Wärmeverzug sowie der Umstand aus, dass Fehler in der Schweißnaht nur mit hohem Aufwand beispielsweise mit Röntgen oder Ultraschall festgestellt werden können. Der Schweißvorgang kann zu Veränderungen am Gefüge im Bereich der Schweißzone führen.
Laserschweißen von Blechen – die Vorteile neben der hohen Präzision
Laserschweißen ist heute eine wichtige Basistechnologie für das Fügen von Bauteilen. Fast alle Metalle und viele Kunststoffe können mit schlanken Nähten und glatten Oberflächen miteinander verbunden werden. Oft ist keine weitere Nachbearbeitung aufgrund der hohen Nahtqualität erforderlich. Es ist keine spezielle Vorbereitung der Schweißnaht nötig und der vollständige Schweißvorgang erfolgt berührungsfrei. Laserschweißen zeichnet sich durch hohe Geschwindigkeit und hervorragende Oberflächengüte aus. Das Verfahren ist damit in der Regel konventionellen Fügetechniken sowohl qualitativ als auch preislich überlegen.
Die Vorteile von Laserschweißen kompakt zusammengefasst:
- Berührungslos
- Geringer Wärmeeintrag
- Ohne Krafteinwirkung
- Genauigkeiten von ± 0,01 mm
- Hohe Schweißgeschwindigkeit
- Keine Schweißnahtvorbereitung
- Feine und schlanke Schweißnähte
- Schweißen schwieriger Stellen
- Flexibilität durch Material- und Anwendungsvielfalt
- Meist keine Nacharbeit erforderlich
Bleche verschweißen bei BLS Lasertechnology GmbH
BLS Lasertechnology GmbH wendet mit Laserschweißen ein modernes, technologisch führendes und hoch automatisiertes Schweißverfahren an, um Bleche zu verschweißen. Das Fügeverfahren ist hoch flexibel und eignet sich für verschiedenste Materialien und Geometrien. Laserschweißen ist bei stetig hochwertiger Qualität ein sehr wirtschaftliches Verfahren. Die automatisierte Führung des Lasers ermöglicht eine Präzision, die ästhetisch einwandfreie Nähte garantiert. Damit ist Laserschweißen auch für den Sichtbereich von Bauteilen hervorragend geeignet.
Qualität hat für BLS stets oberste Priorität. Daher ist das Unternehmen nach DIN EN ISO 9001, DIN EN ISO 14001, DIN 2303 sowie DIN EN ISO 3834 zertifiziert, begleitet jeden Produktionsprozess mit entsprechenden Qualitätssicherungsmaßnahmen und legt den Fokus auf stetige Optimierung der Fertigungs- und Wartungsprozesse.
Dank des hauseigenen Messlabors mit Metallographie-Labor, 3D-Zeiss Messanlage und einer Reihe weiterer Messinstrumente sind alle wichtigen Qualitätskontrollen beim Laserschweißen im eigenen Haus möglich.
Neben dem Laserschweißen hat BLS auch das Laserauftragschweißen (Laser Metal Deposition, LMD) im Portfolio. Laserauftragschweißen kommt bei BLS für die Herstellung von Bauteilen mit hochwertigen Anforderungen an die Oberflächengüte und bei komplexen Geometrien zum Einsatz. Zugeführtes Pulvermaterial wird vom Laserstrahl geschmolzen und ermöglicht Werkstoffe Schicht für Schicht aufzubauen.
