Schweißen
Schweißen,Fertigungstechnik: Fügeverfahren zur stoffschlüssigen Verbindung zweier oder mehrerer Werkstoffe, das auf der Anwendung von Wärme (Schmelz-S.) oder Druck und Wärme (Press-S.) beruht. Das S. kann mit oder ohne Zusatzwerkstoffe erfolgen; es wird durch Schweißhilfsstoffe, wie Schutzgase, Schweißpulver und -pasten oftmals erst ermöglicht oder erleichtert. Man unterscheidet Verbindungs-S. zum festen Verbinden zweier Werkstoffe und Auftrags-S., bei dem z. B. als Korrosionsschutz ein Zusatzwerkstoff auf die Werkstückoberfläche aufgetragen wird.Metallschweißen: Am häufigsten angewendet wird das Schmelz-S., bes. als Gas- und Lichtbogen-S. Beim Gas-S. (autogenes S.) wird die Schweißwärme durch die Flamme eines Schweißbrenners erzeugt. Beim Lichtbogen-S. dient ein Lichtbogen zum Aufschmelzen des Grund- und Zusatzwerkstoffes. Beim Lichtbogen-S. unter Schutzgas werden im Bereich der Schmelze Reaktionen mit der Atmosphäre durch Zuführen eines Edelgases (Edelgas-Lichtbogen-S.), z. B. Helium, Argon, oder von Kohlendioxid verhindert. Beim atomaren Lichtbogen-S. wird das Gas auch an der Energieumsetzung im Bereich der Schweißstelle beteiligt (Metall-Aktivgas-Verfahren, MAG-Verfahren). Beim Arcatomverfahren brennt der Lichtbogen zw. zwei Wolframelektroden, die von Wasserstoff umspült werden. Entsprechend arbeitet das Plasma-S. mit einem besonderen Plasmabrenner. Weitere Schutzgas-Schweißverfahren sind z. B. das Wolfram-Inertgas-Verfahren (WIG-Verfahren) mit Wolframelektrode und Zusatzwerkstoff, das Metall-Inertgas-Verfahren (MIG-Verfahren), das mit abschmelzender Metallelektrode arbeitet. Zum aluminotherm. S. (Thermit-S.) Aluminothermie. Beim Elektronenstrahl-S. dienen scharf gebündelte Elektronenstrahlen hoher Energiedichte als Wärmequelle. Für Spezialschweißungen an hochschmelzenden Werkstoffen ist das S. mit Laserstrahlen geeignet. Beim Ultraschall-S. erzeugen hochfrequente mechan. Schwingungen eine örtl. Reibung zw. den fest zusammengepressten zu verbindenden Teilen.
Beim Press-S. wird das Werkstück zunächst an der Verbindungsstelle erhitzt und nachfolgend im plast. Zustand unter Druck zusammengefügt, z. B. Kaltpress-S. und Feuerschweißen. Beim Widerstandspress-S. werden die zu verbindenden metall. Werkstücke vom elektr. Strom durchflossen und durch Widerstandserwärmung in der Schweißzone aufgeschmolzen. Ähnlich arbeitet das Punkt-S., das zur punktweisen Verbindung von Blechen dient; der Strom wird über Druckelektroden zugeführt. Das Naht-S. verwendet scheibenförmige Elektrodenrollen zur Verbindung. Beim Induktions-S. wird die induktive Erwärmung durch ein Wechselfeld mittlerer Frequenz bewirkt.Kunststoffschweißen: Thermoplast. Kunststoffe werden nach Erwärmen örtlich erweicht und mit oder ohne Schweißzusatzwerkstoff unter Druck vereinigt.Geschichtliches: Das S. von Eisen war schon im 14. Jh. v. Chr. in Kleinasien bekannt. Das S. mit Acetylen-Sauerstoff-Flamme entwickelte v. a. der Franzose W. Fouché (1900/01). Das elektr. Widerstands-S. wurde 1877 von dem Engländer E. Thomson, das Lichtbogen-S. mit Kohleelektroden 1885 von dem Russen N. N. Benardos und das Lichtbogen-S. mit Metallelektroden 1888 von dessen Landsmann N. G. Slawjanow erfunden. Das aluminotherm. S. geht auf H. Goldschmidt (1895) zurück. Heute werden vielfach Roboter für Schweißarbeiten eingesetzt.
▣ Literatur:
Puschner, M.: 5 Jahrtausende S. Düsseldorf 1986.
⃟ Laserstrahltechnologien in der Schweißtechnik. Düsseldorf 1989.
⃟ Grundlagen der Schweißtechnik, hg. v. M. Beckert. Berlin u. a. ⁷1991.
⃟ Aichele, G.: Ratgeber Schweißtechnik. Düsseldorf 1997.