Allgemeine Vorbemerkungen
Schweißen und Löten
Vorbereitung der Kanten
Typologie der Schweißverbindungen Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Werkstücke durch eine Schweißnaht zu verbinden. Sie hängen von der Art des Schweißverfahrens ab, dem zu verschweißenden Grundmetall, den Besonderheiten der Verschweißung und den Hilfsmitteln, die zur Verfügung stehen. Form und Maße der Werkstücke haben ebenfalls Einfluss auf die Verbindung. So sollte etwa für das heterogene Weichlöten eine möglichst große Kontaktfläche zwischen den Werkstücken vorhanden sein, um wegen der Kapillarwirkung das Auffüllen des Zwischenraumes zu erleichtern und auf diese Weise eine höhere Festigkeit zu erzielen. Um eine Schweißnaht ohne Auftragsmetall auszuführen, müssen sich die zu verbindenden Kanten ständig berühren, damit jedes Werkstück einen Teil des Materials zur Bildung der Verbindung abgibt. Die verschiedenen Verbindungstypen oder Stoßarten sind: Stumpfstoß, Eckstoß, T-Stoß und Überlappstoß. Diese Begriffe beschreiben die Anordnung der zu verschweißenden Werkstücke zueinander. Stumpfstoß und Eckstoß sind die am häufigsten auftretenden Fälle, bei denen kein zusätzliches Material nötig ist, wie beim Acetylen-Sauerstoff-Schweißen oder beim WIG-Verfahren ohne Auftragsmetall. Der Überlappstoß wird beim Weichlöten, Hartlöten und Widerstandspressschweißen oft eingesetzt.
X Die Schweißverbindung in Form eines Stumpfstoßes bezeichnet man als »Stumpfnaht«.
W Kehlnahtschweißung auf T-Stoß.
Damit eine Schweißung höchste Festigkeit hat, müssen Kanten und Oberflächen der Werk-stücke gut vorbereitet werden. Diese Maßnahme wirkt sich sowohl auf das Schweißen als auch auf das Ergebnis vorteilhaft aus. Man unterscheidet je nach Kanten oder Oberflächen, an denen Schweißnähte anzubringen sind, drei Schritte: die Vorbereitung gerader, abgeschrägter und umgebogener Kanten. Bei geraden Kanten geht es darum, diese senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks zu positionieren. Meist lässt man einen Spalt zwischen den Stücken frei – etwa die Hälfte der Blechstärke –, um mehrlagiges Schweißen zu ermöglichen. Eine Ausnahme bilden die Fälle, bei denen kein Auftragsmetall eingesetzt wird; hier müssen die Kanten aneinander stoßen. Diese Vorbereitungen gelten für Werkstücke bis 3 mm Kantenstärke; bei stärkeren Stücken werden die Kanten abgeschrägt. Die abgeschrägten Kanten bilden einen Winkel, dessen Größe in Abhängigkeit von der Blechstärke variiert. Der Winkel gewährleistet eine gute Einbrandtiefe des Schmelzbades und somit die Festigkeit der Verbindung. Bei Werkstücken mit 5 bis 10 mm Stärke wird eine A X Möglichkeiten der Vorbereitung von Kanten, die die Schweißraupen aufnehmen sollen: gerade (A), V-förmig abgeschrägt (B), X-förmig abgeschrägt (C) und hochgebogen (D).
Schweißpositionen V-Abschrägung vorgenommen; dazu wird jedes Werkstück mechanisch von einem Winkelschleifer abgeschliffen, bis es einen Winkel von 45° hat. Setzt man beide abgeschrägten Kanten der Werkstücke zusammen, so ent-steht ein Winkel von 90° in V-Form. Der spitze Teil der Kanten, »Steg«, bleibt meist gerade, damit er beim Schweißen nicht wegbrennt. Bei Kanten mit mehr als 10 mm Stärke wird eine X-förmige Abschrägung durchgeführt. Diese Abfasung ist in Wirklichkeit eine V-förmige Abschrägung, die jeweils auf beiden Seiten der Kanten vorgenommen wird, wobei der Steg berücksichtigt werden muss. Eine weitere Vorbereitung besteht im Hochbiegen der Kanten. Dabei werden die Kanten der zu verbindenden Werkstücke vorn leicht umgebogen. Sie stellen beim Schmelzen die für das Schmelzbad erforderliche Materialmenge zur Verfügung, sodass kein Auftragsmetall nötig ist. Dieses Verfahren wird bei Kantenstärken von 1 mm eingesetzt und ist beim Schweißen von Kupfer und Messingblechen sehr effektiv. Diese Methode ist vor allem für Gasschweißen ohne Auftragsmetall und beim WIG-Schweißen geeignet.
Schweißnähte können in verschiedenen Positionen durchgeführt werden: horizontal oder flach, angewinkelt, vertikal steigend oder fallend, in Quer- sowie in Überkopf-Position. Nach Möglichkeit sollten die Werkstücke immer in horizontaler Position verbunden werden, da so die beste Schweißnaht erzielt wird. Als Faustregel gilt: Bei Schweißprozessen über Kopf muss die Stromstärke um 10 % im Vergleich zu horizontalen Schweißpositionen reduziert werden, um der Schwerkraft entgegenzuwirken, die auf das schmelzende Metall einwirkt. Die fallende Position beim vertikalen Schweißen wird bei Werkstücken von geringer Stärke eingesetzt, da die geringe Einbrandtiefe des Schmelzbades in dieser Position die Entstehung von Löchern verhindert. Hingegen ist das vertikal steigende Schweißen bei Blechstärken von über 6 mm angezeigt, da der Einbrand dabei stärker ist.
B
C
D
X Sind die Werkstücke mehr als 3 mm stark, nimmt man Abschrägungen vor, um eine perfekte Verbindung der Werkstücke zu gewährleisten.
T Verschiedene Positionen von Schweißnähten: horizontal oder flach (A), angewinkelt (B), vertikal steigend (C), vertikal fallend (D), in Querposition (E) und in Überkopf-Position (F).
X Kehlnahtschweißung an Ecke oder Winkel.
S Kehlnahtschweißung auf Überlappstoß.
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