Fügen
Fügeverfahren machen aus mehreren Teilen ein dauerhaftes Teil, sodass die Verbindung Lasten trägt, als wäre sie massives Metall oder massiver Kunststoff. Alle folgen einem Prinzip: saubere Atome der beiden Teile so nahe zusammenbringen, dass sie sich verbinden. Aufschmelzen, Druck, Reibung oder ein geschmolzener Zusatzwerkstoff sind nur verschiedene Wege dorthin.
Die große Idee
Jede Metalloberfläche ist mit Oxiden und Schmutz bedeckt, die verhindern, dass sich Atome verbinden. Ein Fügeverfahren muss diese Barriere überwinden. Das Schmelzschweißen schmilzt die Kanten beider Teile, sodass sie zu einem Bad verfließen und gemeinsam erstarren: Lichtbogen-, Widerstandspunkt-, Laser- und Elektronenstrahlschweißen. Das Festkörperschweißen schmilzt die Teile nie; es reibt und presst saubere Oberflächen zusammen, bis sie sich verbinden, mit Reibung, Schwingung oder einer Explosion: Rührreibschweißen, Ultraschallschweißen und Sprengschweißen. Hart- und Weichlöten halten die Teile ebenfalls fest, schmelzen aber einen separaten Zusatzwerkstoff, der in den Spalt fließt, wie ein metallischer Klebstoff. Denken Sie an das Verbinden zweier Schokoladenstücke: Sie können beide Kanten zusammenschmelzen (Schmelzen), sie fest andrücken, bis sie haften (Festkörper), oder sie mit geschmolzenem Karamell verkleben (Löten). Auch Schrauben, Nieten und Klebstoffe verbinden Teile, liegen aber außerhalb dieses Kurses.
Die 8 Verfahren in diesem Kapitel
7.1ShortLichtbogenschweißen (MIG/MAG, WIG, Elektrode)Schmelzschweißen: Ein Lichtbogen schmilzt die Kanten und meist einen ZusatzwerkstoffLektion öffnen
7.2WiderstandspunktschweißenSchmelzschweißen: Ein Stromimpuls schmilzt eine Linse zwischen eingespannten BlechenLektion öffnen
7.3Hart- und WeichlötenNur der Zusatz schmilzt: ein niedriger schmelzender Zusatz fließt in einen engen SpaltLektion öffnen
7.4LaserschweißenSchmelzschweißen: Ein gebündelter Laser bohrt eine Dampfkapillare für schmale, tiefe NähteLektion öffnen
7.5ElektronenstrahlschweißenSchmelzschweißen: Ein Elektronenstrahl im Vakuum verschweißt sehr dickes MetallLektion öffnen
7.6RührreibschweißenFester Zustand: Ein rotierendes Werkzeug rührt erweichte Kanten zusammenLektion öffnen
7.7UltraschallschweißenFestkörper: Schnelle Schwingung verbindet kleine Fügestellen in unter einer SekundeLektion öffnen
7.8Sprengplattieren (Plattieren)Fester Zustand: Eine Explosion schleudert eine Platte auf eine andereLektion öffnenIm direkten Vergleich
| Verfahren | In einer Zeile | Am besten für | Losgröße | Präzision |
|---|---|---|---|---|
| 7.1Lichtbogenschweißen (MIG/MAG, WIG, Elektrode) | Schmelzschweißen: Ein Lichtbogen schmilzt die Kanten und meist einen Zusatzwerkstoff | Stahlrahmen, Rohre, Schiffe, Reparaturen | Einzelstück bis Massenfertigung | Etwa ±1 mm, der Verzug ist die Grenze |
| 7.2Widerstandspunktschweißen | Schmelzschweißen: Ein Stromimpuls schmilzt eine Linse zwischen eingespannten Blechen | Autokarosserien und anderes dünnes Blech | Massenfertigung | Punkt innerhalb von etwa ±1 mm |
| 7.3Hart- und Weichlöten | Nur der Zusatz schmilzt: ein niedriger schmelzender Zusatz fließt in einen engen Spalt | Rohre, Elektronik, ungleiche Metalle | Einzelstück bis Millionen Verbindungen | Gut, die Teile schmelzen nicht |
| 7.4Laserschweißen | Schmelzschweißen: Ein gebündelter Laser bohrt eine Dampfkapillare für schmale, tiefe Nähte | Autokarosserien, Batterien, Medizinteile | Große Serien | Etwa ±0,1 mm |
| 7.5Elektronenstrahlschweißen | Schmelzschweißen: Ein Elektronenstrahl im Vakuum verschweißt sehr dickes Metall | Luftfahrt und hochwertige Teile | Klein bis mittel | Etwa ±0,1 mm |
| 7.6Rührreibschweißen | Fester Zustand: Ein rotierendes Werkzeug rührt erweichte Kanten zusammen | Lange Aluminiumnähte | Mittel bis groß | Bruchteil eines Millimeters, geringer Verzug |
| 7.7Ultraschallschweißen | Festkörper: Schnelle Schwingung verbindet kleine Fügestellen in unter einer Sekunde | Kunststoffgehäuse, Drähte, Batteriefahnen | Große Serien | Etwa ±0,1 mm |
| 7.8Sprengplattieren (Plattieren) | Fester Zustand: Eine Explosion schleudert eine Platte auf eine andere | Plattierte Bleche aus ungleichen Metallen | Einzelne Platten | Gering, anschließend bearbeitet |
So wählen Sie innerhalb dieser Familie
- Dicke Stahlkonstruktionen, Reparaturen oder Arbeiten im Freien: beginnen Sie mit dem Lichtbogenschweißen; es ist günstig, tragbar und flexibel.
- Dünne überlappende Bleche in hohen Stückzahlen: Widerstandspunktschweißen; wechseln Sie für durchgehende Nähte und weniger Verzug zum Laserschweißen.
- Metalle, die sich schwer schmelzschweißen lassen oder sich nicht verziehen dürfen: Rührreibschweißen für Aluminiumnähte, Ultraschallschweißen für dünne Folien und Kunststoffe, Sprengschweißen für große plattierte Platten.
- Sehr tiefe, sehr saubere Schweißnähte in teuren Teilen: Elektronenstrahlschweißen, wenn das Teil in eine Vakuumkammer passt.
- Ungleiche oder empfindliche Teile, die nicht schmelzen dürfen: Hartlöten, oder Weichlöten für Elektronik und geringe Lasten.
Schlüsselbegriffe
- Schmelzschweißen
- Fügen durch Aufschmelzen der Kanten beider Teile, sodass sie als ein Stück erstarren.
- Festkörperschweißen
- Fügen ohne Aufschmelzen, durch Druck, Reibung oder Schwingung auf sauberen Oberflächen.
- Zusatzwerkstoff
- zusätzliches Metall, das die Fuge füllt, als Draht, Stab oder Paste.
- Schweißbad
- die kleine Pfütze aus geschmolzenem Metall unter der Wärmequelle.
- Wärmeeinflusszone
- Metall neben der Schweißnaht, das so stark erwärmt wurde, dass es sich veränderte, aber nicht schmolz.
- Dampfkapillare (Keyhole)
- ein schmaler Kanal aus Metalldampf, der es einem Laser- oder Elektronenstrahl erlaubt, tief zu schweißen.
- Schutzgas und Abschirmung
- Gas, Flussmittel oder Vakuum, das Luft von heißem Metall fernhält.
- Kapillarwirkung
- der Sog, der eine Flüssigkeit in einen schmalen Spalt zieht, genutzt beim Hart- und Weichlöten.
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