Um metallische Werkstücke dauerhaft zusammenzufügen, ist das Schweißen ein alltägliches, erprobtes Verfahren.
Geht es um den Werkstoff Aluminium, werden Bedenken laut:
''Aluminium ist nicht schweißbar'' und ''Es sind spezielle Schweißgeräte erforderlich''!
Stimmt das?
Aluminium ist schweißbar - Erfahrung tut not!
Entgegen aller Unkenrufe lässt sich Aluminium problemlos schweißen, sofern einige Besonderheiten dieses Metalls berücksichtigt werden.
Das Schweißen von Aluminium ist mit folgenden Verfahren möglich:
- Autogenschweißen
- MIG/ MAG
- WIG
- CMT
- Elektrodenschweißen
Bevorzugt sollten das MIG- /MAG- (für dicke Werkstücke), das WIG AC/DC- (für dünne Aluminiumteile) und das CMT-Schweißverfahren zum Einsatz kommen.
Aluminium besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine verhältnismäßig niedrige Schmelztemperatur im Bereich von 580-680 °C.
Bedingt durch das im Vergleich zu Stahl bis zu sechsmal stärkere Wärmeleitpotenzial, besteht ein erhöhtes Risiko für eine Verformung der Werkstücke.
Während beim Stahl die sogenannte Anlassfarbe die optimale Schweißtemperatur anzeigt, verfärbt sich Aluminium beim Erhitzen nicht. Daraus resultierend ist die Bestimmung der richtigen Temperatur beim Aluminiumschweißen erschwert.
Das Schweißen von Aluminium
Vor dem Schweißen ist das Entfernen der Aluminiumoxidschicht von den Werkstückoberflächen von allergrößter Wichtigkeit. Der Schmelzpunkt der Oxidschicht bewegt sich bei circa 2050 °C und liegt damit wesentlich höher als die zu schweißende Aluminiumlegierung. Das bedeutet, dass sich die Schicht beim Schweißen nicht aufschmelzen lässt. Ein einwandfreier Verbund der Werkstücke ist somit nicht möglich und das Schweißgefüge von minderwertiger Qualität. Spezielle Elektrolyt-Lösungen sind in der Lage, die Aluminiumoxidschicht zu entfernen. Vom Schleifen ist abzuraten, weil sich die Schicht unmittelbar erneuert.
MIG-/MAG- und WIG-Schweißen sind verbreitete Techniken. Beide Verfahren laufen unter Schutzgas ab, welches den Lichtbogen und das Schweißareal vor der Umgebungsluft abschirmt und keine Verbindung mit den zu schweißenden Werkstoffen eingeht. Beim WIG-Schweißen wird indessen eine deutlich niedrigere Stromzufuhr benötigt. Dünne Aluminiumteile lassen sich aufgrund dessen besser miteinander verschweißen, die Gefahr des Durchbrennens der Werkstücke ist geringer. Analog zur schweißenden Aluminiumlegierung erfolgt die Auswahl der passenden Elektroden. Die Strom führende Elektrode brennt beim MIG-Verfahren ab, beim WIG-Schweißen nicht. Um die Rundung der Schweißnaht zu umgehen, ist es möglich, eine spitz geschliffene Elektrode einzusetzen. In einem solchen Fall ist eine moderne Inverterstromquelle notwendig.
Das Know-how und die Erfahrung kompetenter Schweißer sind beim Aluminiumschweißen unverzichtbar. Speziell beim MIG-Verfahren kann es infolge mangelnder Übung zu Fehlern kommen:
- Verschmutzte Fugen führen zu porösen Verbindungen.
- Verbundfehler und Poren drohen im Fall von verschmutzten, falsch vorgebogenen und drallbehafteten Drahtelektroden sowie solchen, deren Durchmesser nicht mit der Dicke des Werkstücks und der Schweißposition konform geht.
- Der Einsatz eines ungeeigneten Schutzgases gefährdet den Prozess. Geeignete Schutzgase sind Argon und Helium, beziehungsweise Gemische aus beiden.
Das CMT-Schweißen ist eine moderne Weiterentwicklung des MIG-/MAG-Verfahrens. In einer CMT-Schweißanlage bewegt sich ein Schweißdraht in kurzen Abständen in umgekehrter Richtung zur Werkstückbeförderung. Es löst sich ein einzelner Tropfen, welcher die zu verschweißenden Werkstoffe akkurat miteinander verbindet. Der sich kontinuierlich wiederholende Prozess läuft wie folgt ab:
1.) Der Schweißdraht bewegt sich rückwärts.
2.) Der Schweißstrom wird abgesenkt.
3.) Das Schweißdrahtmaterial tropft auf die Werkstücke.
4.) Der Draht bewegt sich nach vorne.
In einer CMT-Schweißanlage befindet sich ein getriebeloser, mit einem Drahtpuffer ausgerüsteter Drahtantrieb am Schweißbrenner. Auf diese Weise lassen sich die raschen Drahtbewegungen und der trägere Nachlauf des Schweißdrahts ausbalancieren.
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