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Ratgeber
Für gute Ergebnisse beim Schweißen braucht man nicht nur Fachwissen, Übung und eine ruhige Hand, sondern auch hochwertige Schweißtechnik und Zubehör, das auf die Anforderungen der Aufgabe und das spezifische Schweißverfahren abgestimmt ist.
Wir geben einen Überblick, was für Schweißzubehör es gibt und worauf bei der Auswahl zu achten ist.
Das Schweißen ist eine Technik, die im Bereich der Metallverarbeitung eine wichtige Rolle spielt. Es handelt sich dabei um ein Fügeverfahren, mit dessen Hilfe zwei oder mehr Werkstücke dauerhaft und fest miteinander verbunden werden, um komplexere Strukturen wie Baugruppen oder Metallkonstruktionen zu erschaffen. Zu diesem Zweck werden die zu verbindenden Teile an ihren Kontaktflächen aufgeschmolzen und miteinander verfestigt. Auf welche Weise das geschieht, hängt vom jeweiligen Schweißverfahren ab.
Um gute Ergebnisse beim Schweißen zu erzielen, sind nicht nur entsprechende Fertigkeiten, Erfahrung und Fachwissen gefragt, es braucht auch hochwertige Schweißtechnik und geeignetes Zubehör. Gutes Schweißzubehör trägt entscheidend dazu bei, die Qualität der Arbeit zu verbessern und die Effizienz des Schweißprozesses zu steigern. Darüber hinaus sorgt es für eine sichere Arbeitsumgebung und kann dabei helfen, Verschleißerscheinungen an Hilfsmitteln zu reduzieren und die Haltbarkeit der Ausrüstung zu verlängern.
Zweck des Schweißens ist es, eine dauerhafte und feste Verbindung zwischen zwei Werkstücken zu erzeugen. Im Regelfall handelt es sich dabei um Elemente aus Metall oder Legierungen, allen voran Stahl, Edelstahl und Aluminium. Es besteht aber auch die Möglichkeit, Kunststoffe zu verschweißen. Dafür werden spezielle Schweißtechniken eingesetzt, bei denen mit heißer Luft oder elektrischen Widerständen als Wärmequelle gearbeitet wird.
Was das Schweißen von Metallen betrifft, so gibt es eine Vielzahl an Schweißverfahren, die Anwendung finden können. Um eine Verbindung herzustellen, braucht es Wärme, Druck oder eine Kombination aus beidem. Als Wärmequelle dient üblicherweise eine Lichtbogenflamme, die elektrisch erzeugt wird. Man spricht in dem Zusammenhang auch von Lichtbogenschweißen. Prinzipiell ist ein Lichtbogen allein ausreichend, um eine dauerhafte Verbindung zu schaffen. Durch die entstehende Hitze werden die Kontaktflächen der Werkstücke aufgeschmolzen und dann aneinandergefügt, so dass sie eine Einheit bilden und sich nicht zerstörungsfrei wieder trennen lassen. Viel häufiger werden beim Lichtbogenschweißen jedoch Schweißzusätze in Form von Schweißdrähten oder Schweißelektroden verwendet. In dem Fall fügt man die Werkstücke nicht direkt aneinander, sondern setzt die Kanten so zusammen, dass sie eine Schweißfuge bilden. Die Fuge wird dann mit dem Schweißzusatz gefüllt. Beim Schweißen schmilzt der Zusatz unter Einwirkung des Lichtbogens. Dabei verflüssigen sich auch die Ränder der Werkstückkanten, so dass sie mit dem Schweißzusatz zusammenfließen. Dieser Zustand wird als Schweißbad bezeichnet. Beim Erkalten bilden die Kanten und der Schweißzusatz schließlich eine Schweißnaht. Um die Haltbarkeit der Schweißverbindung sicherzustellen und sie vor Oxidation durch Sauerstoff in der Umgebungsluft zu schützen, müssen weitere Zusatzstoffe zur Hilfe genommen werden. Meist handelt es sich dabei um Schutzgas, das entweder mithilfe eines Schweißbrenners in das Schweißbad eingeleitet oder durch die Schweißelektrode selbst freigesetzt wird, sofern sie eine entsprechende Beschichtung aufweist. Das Schutzgas verdrängt den Sauerstoff, so dass er keine Reaktion mehr hervorrufen kann.
Wichtig bei der Verwendung von Schweißzusätzen ist, dass sie denselben Schmelzpunkt aufweisen wie das Grundmaterial, aus dem die Werkstücke bestehen, und auch ansonsten möglichst ähnliche Eigenschaften aufweisen. Dadurch ist eine zuverlässige Verbindung und ein weitestgehend homogenes Ergebnis sichergestellt. Als Füllmaterial kommt überwiegend Massivdraht zum Einsatz, der von der Rolle zugeführt oder in Stabelektroden integriert sein kann. Für anspruchsvolle Aufgaben wird auch Hohl- oder Fülldraht genutzt, der ein Pulver enthält, das beim Verflüssigen freigesetzt wird und auf Basis chemischer Reaktionen eine Schlacke zum Schutz vor Korrosion bildet. Grundsätzlich sind Schweißzusätze nicht nur für das Aneinanderfügen von Bauteilen, sondern auch für das Auftragsschweißen einsetzbar, bei dem Risse, Löcher und andere Defekte oder Unebenheiten im Grundmaterial wieder aufgefüllt und ausgeglichen werden können.
Es gibt mehrere Verfahren des Lichtbogenschweißens, die sich dahingehend unterscheiden, wie die Schweißwärme erzeugt und auf welche Weise der Schweißzusatz der Schweißstelle zugeführt wird. Zu den gebräuchlichsten Schweißverfahren zählen das MIG/MAG-Schweißen, das WIG-Schweißen und das Elektrodenschweißen. Das Elektrodenschweißen, auch als manuelles Metalllichtbogenschweißen bekannt, ist die älteste Methode. Für das Elektrodenschweißen braucht man ein Schweißgerät, ein Massekabel und ein Schweißkabel. Das Schweißkabel ist mit einem Elektrodenhalter für die Aufnahme der Schweißelektrode ausgestattet. Die Schweißelektrode ist üblicherweise als Schweißstab (= Stabelektrode) ausgeführt und zündet durch Tippen auf das Werkstück einen Lichtbogen. Sie ist mit einem Zusatzstoff ummantelt, der unter Einwirkung des Lichtbogens abschmilzt. Dadurch werden Gase freigesetzt und es entsteht Schlacke, die das Schweißbad und den Lichtbogen vor der Außenluft schützt. Allerdings hat das Abschmelzen zur Folge, dass die Stabelektrode im weiteren Verlauf des Schweißens immer kürzer wird. Aus diesem Grund muss beim Arbeiten darauf geachtet werden, dass der Abstand zwischen Elektrode und Schweißbad konstant bleibt. Vorteilhaft an dem Verfahren ist jedoch, dass durch die Beschichtung der Elektrode kein zusätzliches Schutzgas verwendet werden muss, was auch eine Durchführung im Freien ermöglicht.
Anders verhält es sich beim MIG/MAG-Schweißen und WIG-Schweißen. Beide Verfahren zählen zu den Schutzgasschweißverfahren. Beim MIG/MAG-Schweißen kommt ein Schweißdraht zum Einsatz, der unter Hitzeeinwirkung des Lichtbogens schmilzt und in das flüssige Schweißbad läuft. Ein Drahtvorschubgerät sorgt dafür, dass der Draht der Schweißstelle kontinuierlich zugeführt wird. Zusätzlich strömt ein Schutzgas aus, das den Lichtbogen, das Schweißbad und den Draht vor reaktivem Sauerstoff schützt. All diese Prozesse laufen über den Schweißbrenner ab. Er dient dazu, den Lichtbogen zu zünden und aufrechtzuerhalten, und übernimmt die Schweißgaszuführung über eine Gasdüse. Dementsprechend bildet der Schweißbrenner das Herzstück einer MIG/MAG-Schweißanlage. Aber worin unterscheiden sich nun die beiden Verfahren? Beim MIG-Schweißen wird als Schutzgas ein inertes, also reaktionsloses Gas wie Argon, Helium oder ein Argon-Helium-Gemisch verwendet (MIG = Metall-Inertgas). Beim MAG-Schweißen finden dagegen aktive, also reaktionsfreudige Gase (MAG = Metall-Aktivgas) wie CO2 oder Gemische aus CO2, O2 und Argon Verwendung. Aktive Gase sind am Schweißprozess beteiligt, indem sie unter anderem die Stabilität des Lichtbogens beeinflussen. Bei inerten Gasen ist das nicht der Fall. Das MAG-Verfahren wird vorrangig beim Schweißen von Stählen (bspw. Baustahl, Kesselstahl, Edelstahl) und hochlegierten Werkstoffen angewendet, während das MIG-Verfahren dem Schweißen von Nicht-Eisen-Metallen wie Aluminium und Kupfer vorbehalten ist.
Inertes Schutzgas wird auch beim WIG-Schweißen (WIG = Wolfram-Inertgas) verwendet. Dabei handelt es sich meist um Argon oder Helium. Beim WIG-Verfahren brennt der Lichtbogen zwischen dem Werkstück und einer Wolframelektrode. Da Wolfram einen sehr hohen Schmelzpunkt aufweist, schmilzt die Elektrode nicht ab, was einen Vorteil gegenüber dem Elektroden- und MIG/MAG-Schweißen darstellt. Zwar ist das WIG-Verfahren langsamer, es ermöglicht aber sehr präzise Ergebnisse und hervorragende Nahtqualitäten, weshalb es sich gut für Verbindungen eignet, bei denen die Schweißnaht später sichtbar ist. Auch WIG-Schweißgeräte sind mit Schweißbrennern ausgestattet, die mehrere Funktionen erfüllen. Sie sind für die Zuführung des Schutzgases über eine Gasdüse und die Zündung und Aufrechterhaltung des Lichtbogens verantwortlich. Im Unterschied zu MIG-/MAG-Brennern übernehmen WIG-Brenner jedoch nicht die Zuführung eines Zusatzwerkstoffes (Schweißdraht). Dementsprechend wichtig ist es, Schweißbrenner & Brennerhalter passend zum spezifischen Schweißverfahren auszuwählen.
Arbeitsschutz spielt beim Schweißen eine bedeutende Rolle. Es gibt einige Faktoren, die ein Verletzungsrisiko darstellen können – sei es der helle Lichtbogen, Funkenflug, Hitze oder UV-Strahlung, die beim Lichtbogenschweißen durch Ionisierung der Luft entsteht. Um Schweißer und Schweißerinnen umfassend zu schützen, ist zunächst auf eine sichere und normgerechte Schweißplatzausstattung zu achten. Das beinhaltet unter anderem, den Arbeitsplatz mit Raumbegrenzungen und Abschirmungen auszustatten, die die Reflexion und Durchlässigkeit optischer Strahlung minimieren. Außerdem muss der Arbeitsbereich trocken, feuerfest und gut belüftet sein, denn beim Schweißen entstehen Gase, Dämpfe, Rauch und Staub, die abgeführt werden müssen.
Des Weiteren ist für Schweißerinnen und Schweißer das Tragen einer persönlichen Schutzausrüstung vorgeschrieben. Sie sollte ebenfalls feuerfest sein und den Körper vollständig bedecken. Empfehlenswert ist zudem eine Schweißerschürze, die zusätzlichen Schutz bietet. Auch festes Schuhwerk, Handschuhe, ein Gehörschutz und ein Schweißhelm sind wesentliche Bestandteile der Arbeitskleidung von Schweißerinnen und Schweißern. Ein Schweißhelm ist mit einem Visier aus Schutzglas ausgestattet, das eine uneingeschränkte Sicht ermöglicht. Er wird über den Kopf und das Gesicht gezogen und schützt somit Augen, Haare und Gesichtshaut vor Funken und Strahlung. Eine Schutzbrille allein wäre unzureichend, da sie lediglich die Augen, nicht aber den Rest des Gesichts bedeckt. Hier müsste zusätzlich ein Handschild zur Hilfe genommen werden. Problematisch daran ist, dass Schweißer und Schweißerinnen das Handschild während der Arbeit permanent in der Hand halten müssen, was auf Dauer anstrengend und bei manchen Schweißarbeiten schlicht unpraktisch ist. Ein Schweißhelm ist in der Hinsicht vorteilhafter.
Beim Kauf von Schweißzubehör geht es in erster Linie darum, Komponenten zu wählen, die zum jeweiligen Schweißverfahren und der spezifischen Schweißaufgabe passen. Schweißgeräte und Schweißgeräte-Zubehör für das Elektrodenschweißen sind kostengünstiger in der Anschaffung als solche, die für das Schutzgasschweißen konzipiert sind. Das liegt darin begründet, dass Schutzgasschweißgeräte komplexer aufgebaut sind und sich dadurch auch für anspruchsvollere Arbeiten besser eignen. So sind MIG/MAG-Schweißbrenner und WIG-Schweißbrenner ab einer bestimmten Schweißstromstärke mit einer Wasserkühlung ausgestattet. Das zu schweißende Material gibt vor, welches Schweißverfahren das richtige ist – und davon hängt wiederum die Auswahl des Zubehörs ab. Teils schließen Komponenten einander aus. So ist es beispielsweise nicht möglich, WIG-Schweißstäbe mit herkömmlichen Elektrodenschweißgeräten zu verwenden.
Je nach Anwendung kann es empfehlenswert oder auch geboten sein, Schweißhilfsstoffe wie Eindringmittel zu verwenden, um Oberflächenfehler wie Risse oder Überlappungen in Schweißwerkstücken ausfindig zu machen. Mit einer sogenannten Eindringprüfung lassen sich Unebenheiten detektieren, die bei einer Sichtprüfung leicht übersehen werden können. Auch Zubehör zur Reinigung von Schweißnähten kann eine sinnvolle Anschaffung sein – zum einen aus optischen Gründen, zum anderen zugunsten des Korrosionsschutzes. Mithilfe von Beizen aus Fluss-, Salpeter- und Schwefelsäure können Anlauffarben von Schweißnähten entfernt und der Bildung von Rost entgegengewirkt werden. So wird beispielsweise bei Edelstahl die schützende Passivschicht durch die Hitze des Lichtbogens zerstört. Sind die Anlauffarben beseitigt, bildet sich diese Schicht nach einer Weile neu.
Beim Schweißen von dicken Werkstücken ist darauf zu achten, dass das Schweißgerät eine ausreichend hohe Leistung aufbringt. Beim Elektrodenschweißen verhält es sich zudem so, dass die Stabelektroden umso dicker sein müssen, je dicker das Werkstück ist. Das erfordert einen höheren Schweißstrom. Sollen also perspektivisch dicke Bleche oder Profile geschweißt werden, ist auf ein Gerät mit einem entsprechenden Leistungsbereich zu achten.
Was für einen Schweißdraht brauche ich zum MAG-Schweißen für Stahl?
Für das MAG-Schweißen von Stahl können Sie einen Schutzgas-Schweißdraht vom Typ SG2 oder SG3 verwenden. SG3-Schweißdraht ist von der Qualität her etwas hochwertiger. Er ist mechanisch belastbarer und für eine größere Anzahl an Stahlsorten verwendbar (bis S460). Schweißdraht vom Typ SG2 wird jedoch häufiger gebraucht. Er ist zwar für nicht ganz so viele Stähle geeignet (bis S420), punktet im Verhältnis zum günstigeren Preis aber trotzdem mit einer breiten Anwendbarkeit.
Was versteht man unter einer HF-Zündung?
Eine HF-Zündung ist eine Hochfrequenzzündung, die sich vor allem bei WIG-Schweißbrennern durchgesetzt hat. Hier wird der Lichtbogen mithilfe eines Hochspannungsimpulsgenerators gezündet. Dieser erzeugt die Spannung, die zum Ionisieren des Gases zwischen Elektrode und Werkstück nötig ist. Im Vergleich zur kurzschlussbasierten Kontaktzündung, die früher üblich war, ist eine HF-Zündung effizienter und sicherer.
Kann man gerissene Bandsägeblätter schweißen?
Ja. Mit einem Schweißgerät kann ein gerissenes Sägeblatt zusammengefügt und auf diese Weise wieder funktionstüchtig gemacht werden, so dass man nicht sofort ein Ersatzteil für das Werkzeug besorgen muss. Empfehlenswert für solche Schweißaufgaben ist das WIG-Schweißverfahren, da damit sehr genaue Schweißnähte erzeugt werden können.